RU2535415C2

RU2535415C2 - Ageing methods of aluminium alloys to achieve improved ballistic characteristics

Info

Publication number: RU2535415C2
Application number: RU2012112952/02A
Authority: RU
Inventors: Роберто Дж. РИОДЖА; Дирк К. МУИ; Цзяньтао Т. ЛЮ; Франсин С. БОВАРД
Original assignee: Алкоа Инк.
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2014-12-10
Also published as: CN102625858A; WO2011029033A3; EP2473643B1; IL218139A0; CA2771585A1; EP2473643A2; RU2012112952A; KR20120049395A; CA2771585C; EP2473643A4; IL218139A; US20110056597A1; US8758530B2; WO2011029033A2; CN102625858B; KR101437243B1

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to aluminium alloys used for military purposes, namely to ageing methods of aluminium alloys to achieve improved ballistic characteristics. The proposed method involves selection of a criterion at least of one ballistic characteristic, preparation of an item for ageing, determination of an underageing degree of a thermally strengthened aluminium alloy along an ageing curve depending on the selected criterion, and an ageing process with the specified underageing degree.

EFFECT: method allows obtaining items from aluminium alloys with high ballistic characteristics.

20 cl, 20 dwg, 3 ex

Description

Перекрестная ссылка на родственную заявкуCross reference to related application

[0001] Данная заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/239842, озаглавленной «METHODS OF AGING ALUMINUM ALLOYS TO ACHIEVE IMPROVED BALLISTICS PERFORMANCE», поданной 4 сентября 2009 г., которая включена сюда посредством ссылки во всей своей полноте. Данная патентная заявка также родственна заявке на патент США № ____________, озаглавленной «METHODS OF AGING ALUMINUM ALLOYS TO ACHIEVE IMPROVED BALLISTICS PERFORMANCE», поданной ____________, которая включена сюда посредством ссылки во всей своей полноте.[0001] This patent application claims priority from provisional patent application US No. 61/239842, entitled "METHODS OF AGING ALUMINUM ALLOYS TO ACHIEVE IMPROVED BALLISTICS PERFORMANCE", filed September 4, 2009, which is incorporated herein by reference in its entirety . This patent application is also related to US patent application No. ____________, entitled "METHODS OF AGING ALUMINUM ALLOYS TO ACHIEVE IMPROVED BALLISTICS PERFORMANCE", filed ____________, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Уровень техникиState of the art

[0002] Алюминиевые сплавы обычно имеют небольшой вес, невысокую стоимость и являются относительно прочными. Однако применение алюминиевых сплавов по военным назначениям было ограниченным из-за, например, несоответствующих баллистических характеристик.[0002] Aluminum alloys are usually light in weight, low in cost, and relatively strong. However, the use of aluminum alloys for military purposes was limited due to, for example, inappropriate ballistic characteristics.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

[0003] В широком смысле настоящее изобретение относится к улучшенным способам старения алюминиевых сплавов для достижения улучшенных баллистических характеристик. Такие новые способы могут давать изделия из алюминиевых сплавов, имеющие улучшенные баллистические характеристики. В одном варианте осуществления новые способы могут давать изделия из алюминиевых сплавов, обладающие улучшенной стойкостью к поражению имитирующим осколки метательным снарядом (от англ. «fragment simulation projectile», FSP). В одном варианте осуществления новые способы могут давать изделия из алюминиевых сплавов, обладающие улучшенной комбинацией стойкости к FSP и бронебойной (от англ. «armor piercing», AP) стойкости.[0003] In a broad sense, the present invention relates to improved aging methods for aluminum alloys to achieve improved ballistic performance. Such new methods can produce aluminum alloy products having improved ballistic characteristics. In one embodiment, the new methods can produce aluminum alloy products having improved resistance to shatter simulating a projectile projectile (from the English "fragment simulation projectile", FSP). In one embodiment, the new methods can produce aluminum alloy products having an improved combination of resistance to FSP and armor-piercing (from the English "armor piercing", AP) resistance.

[0004] В одном варианте осуществления, обращаясь теперь к ФИГ.1, способ включает стадии выбора (100) критерия баллистических характеристик для изделия из алюминиевого сплава и получения (200) изделия из алюминиевого сплава с баллистическими характеристиками. Баллистические характеристики являются, по меньшей мере, столь же хорошими, как и критерий баллистических характеристик.[0004] In one embodiment, referring now to FIG. 1, the method includes the steps of selecting (100) ballistic performance criteria for an aluminum alloy product and obtaining (200) ballistic aluminum alloy product. Ballistic characteristics are at least as good as the criterion of ballistic characteristics.

[0005] Стадия получения (200) включает подготовку (220) изделия из алюминиевого сплава к старению и старение (240) изделия из алюминиевого сплава, при этом стадия старения включает недостаривание (250) изделия из алюминиевого сплава в степени, достаточной для достижения баллистических характеристик. Было установлено, что недостаривание (250) изделий из алюминиевого сплава способно существенно улучшить баллистические характеристики таких изделий из алюминиевого сплава. В некоторых вариантах осуществления эти баллистические характеристики лучше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. После стадии старения (240) изделие может быть подвергнуто необязательным обработкам (250), описанным ниже, и отгружено заказчику (260).[0005] The production step (200) includes preparing (220) the aluminum alloy product for aging and aging (240) the aluminum alloy product, the aging step comprising not aging (250) the aluminum alloy product to a degree sufficient to achieve ballistic performance . It was found that the non-aging (250) of aluminum alloy products can significantly improve the ballistic characteristics of such aluminum alloy products. In some embodiments, the implementation of these ballistic characteristics is better than that aged for maximum strength version of an aluminum alloy product. After the aging step (240), the product may be subjected to optional treatments (250) described below and shipped to the customer (260).

[0006] Стадия (100) выбора критерия баллистических характеристик может включать выбор по меньшей мере одного из критерия стойкости к FSP и критерия AP стойкости. В одном варианте осуществления выбранный критерий баллистических характеристик представляет собой критерий стойкости к FSP. Недостаривание изделий из алюминиевого сплава может способствовать улучшенной стойкости к FSP. То есть стойкость к FSP может зависеть от степени старения изделия из алюминиевого сплава.[0006] The ballistic performance criterion step (100) may include selecting at least one of the FSP resistance criterion and the AP resistance criterion. In one embodiment, the selected ballistic performance criterion is an FSP resistance criterion. Underestimation of aluminum alloy products may contribute to improved FSP resistance. That is, the resistance to FSP may depend on the degree of aging of the aluminum alloy product.

[0007] Как известно специалистам в данной области техники, недостаривание и т.п. означает, что изделие из алюминиевого сплава старят при температуре и/или в течение длительности, которая меньше, чем необходимые для достижения максимальной прочности. Максимальная прочность и т.п. означает наивысшую прочность, достигаемую конкретным изделием из алюминиевого сплава и определяемую по кривым старения. Различные виды изделий (например, экструзионные изделия, прокатанные изделия, поковки) или подобные им виды изделий различных размеров могут иметь различную максимальную прочность, поэтому каждый вид изделия и/или подобные виды изделий, имеющие различные размеры, могут потребовать использования своих собственных кривых старения для определения максимальной прочности изделия из алюминиевого сплава. Определение «старения» в целом описано ниже.[0007] As is known to those skilled in the art, under-aging and the like. means that the aluminum alloy product is aged at a temperature and / or for a duration that is less than necessary to achieve maximum strength. Maximum strength, etc. means the highest strength achieved by a specific aluminum alloy product and determined by aging curves. Different types of products (for example, extrusion products, rolled products, forgings) or similar types of products of different sizes may have different maximum strengths, so each type of product and / or similar types of products having different sizes may require the use of their own aging curves for determining the maximum strength of an aluminum alloy product. The definition of “aging” is generally described below.

[0008] Что касается стойкости к FSP, то кривые старения могут быть использованы для различных конкретных видов изделий из алюминиевого сплава. Такие кривые старения могут быть использованы для недостаривания таких изделий из алюминиевого сплава, при этом может быть определена стойкость к FSP таких недостаренных изделий из алюминиевого сплава. Найденная стойкость к FSP может быть скоррелирована со степенью недостаривания видов изделий из алюминиевого сплава. Следовательно, критерий стойкости к FSP может быть выбран заранее, и последующие изделия из алюминиевого сплава этого вида могут быть недостарены в предварительно определенной (заранее заданной) степени для достижения выбранного критерия стойкости к FSP на основании такой корреляции.[0008] With regard to resistance to FSP, aging curves can be used for various specific types of aluminum alloy products. Such aging curves can be used to undergrow such aluminum alloy products, and the FSP resistance of such undeveloped aluminum alloy products can be determined. The found resistance to FSP can be correlated with the degree of underdevelopment of types of aluminum alloy products. Therefore, the FSP resistance criterion can be selected in advance, and subsequent aluminum alloy products of this kind may be underdetermined to a predetermined (predetermined) degree to achieve the selected FSP resistance criterion based on this correlation.

[0009] Как упомянуто выше, изделие из алюминиевого сплава может быть недостарено в степени, достаточной для достижения выбранного критерия стойкости к FSP. Например, изделие из алюминиевого сплава может быть недостарено в заранее заданной степени для достижения выбранного критерия стойкости к FSP (например, недостаривание изделия из алюминиевого сплава на по меньшей мере примерно 3% для достижения целевой характеристики FSP V50). В одном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава недостаривают на по меньшей мере 1% относительно максимальной прочности для достижения выбранного критерия стойкости к FSP. Например, если максимальная прочность изделия из алюминиевого сплава составляет примерно 50 ksi (тысяч фунтов на квадратный дюйм), недостаренное на 1% изделие из алюминиевого сплава было бы недостаренным и имело прочность не более примерно 49,5 ksi. В других вариантах осуществления изделие из алюминиевого сплава недостаривают на по меньшей мере примерно 2%, или по меньшей мере примерно 3%, или по меньшей мере примерно 4%, или по меньшей мере примерно 5%, или по меньшей мере примерно 6%, или по меньшей мере примерно 7%, или по меньшей мере примерно 8%, или по меньшей мере примерно 9%, или по меньшей мере примерно 10%, или по меньшей мере примерно 11%, или по меньшей мере примерно 12%, или по меньшей мере примерно 13%, или по меньшей мере примерно 14%, или по меньшей мере примерно 15%, или по меньшей мере примерно 16%, или по меньшей мере примерно 17%, или по меньшей мере примерно 18%, или по меньшей мере примерно 19%, или по меньшей мере примерно 20%, или по меньшей мере примерно 21%, или по меньшей мере примерно 22%, или по меньшей мере примерно 23%, или по меньшей мере примерно 24%, или по меньшей мере примерно 25%, или более относительно максимальной прочности для достижения выбранного критерия стойкости к FSP.[0009] As mentioned above, an aluminum alloy product may be underdeveloped to a degree sufficient to meet the selected FSP resistance criterion. For example, an aluminum alloy product may be underdetermined to a predetermined degree to achieve the selected FSP resistance criterion (for example, at least about 3% of the aluminum alloy product is not aged to achieve the FSP V50 target). In one embodiment, the aluminum alloy article is underexplored by at least 1% relative to maximum strength to achieve the selected FSP resistance criterion. For example, if the maximum strength of an aluminum alloy product is approximately 50 ksi (thousand pounds per square inch), a 1% underemovable aluminum alloy product would be undeveloped and have a strength of not more than approximately 49.5 ksi. In other embodiments, an aluminum alloy product is underexposed by at least about 2%, or at least about 3%, or at least about 4%, or at least about 5%, or at least about 6%, or at least about 7%, or at least about 8%, or at least about 9%, or at least about 10%, or at least about 11%, or at least about 12%, or at least at least about 13%, or at least about 14%, or at least about 15%, or at least approximately 16%, or at least about 17%, or at least about 18%, or at least about 19%, or at least about 20%, or at least about 21%, or at least about 22% , or at least about 23%, or at least about 24%, or at least about 25%, or more relative to the maximum strength to achieve the selected criterion for resistance to FSP.

[0010] В результате недостаривания изделия из алюминиевого сплава могут обладать улучшенной стойкостью к FSP относительно состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. Стойкость к FSP является, по меньшей мере, столь же хорошей, как и выбранный критерий стойкости к FSP. В одном варианте осуществления изделия из алюминиевого сплава реализуют стойкость к FSP, которая на по меньшей мере примерно 1% лучше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. В других вариантах осуществления изделия из алюминиевого сплава реализуют стойкость к FSP, которая на по меньшей мере примерно 2% лучше, или по меньшей мере примерно 3% лучше, или по меньшей мере примерно 4% лучше, или по меньшей мере примерно 5% лучше, или по меньшей мере примерно 6% лучше, или по меньшей мере примерно 7% лучше, или по меньшей мере примерно 8% лучше, или по меньшей мере примерно 9% лучше, или по меньшей мере примерно 10% лучше, или по меньшей мере примерно 11% лучше, или по меньшей мере примерно 12% лучше, или по меньшей мере примерно 13% лучше, или по меньшей мере примерно 14% лучше, или по меньшей мере примерно 15% лучше, или более, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. [0010] As a result of the aging of the aluminum alloy product, it may have improved resistance to FSP with respect to the maximum aged version of the aluminum alloy product. FSP resistance is at least as good as the selected FSP resistance criterion. In one embodiment, the aluminum alloy products exhibit resistance to FSP, which is at least about 1% better than that of the aluminum alloy, aged for maximum strength. In other embodiments, the aluminum alloy products exhibit FSP resistance that is at least about 2% better, or at least about 3% better, or at least about 4% better, or at least about 5% better, or at least about 6% better, or at least about 7% better, or at least about 8% better, or at least about 9% better, or at least about 10% better, or at least about 11% is better, or at least about 12% is better, or at least about 13% is better, if at least about 14% greater, or at least about 15% greater or more than the maximum embodiment aged strength of the aluminum alloy product.

[0011] В одном варианте осуществления выбранный критерий баллистических характеристик относится к характеристике V50 изделия из алюминиевого сплава при заданной поверхностной плотности. V50 представляет собой меру баллистической стойкости материала. Величина V50 представляет собой скорость, при которой существует 50% вероятность полного проникновения метательного снаряда (например, FSP или AP снаряда) через плиту при заданной поверхностной плотности. Испытание на V50 стойкости к FSP и AP стойкости может быть проведено в соответствии с MIL-STD-662F(1997). В одном варианте осуществления критерий стойкости к FSP включает минимальный уровень характеристики V50, при этом минимальный уровень характеристики V50 на по меньшей мере примерно 1% лучше минимального уровня характеристики V50 состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. В других вариантах осуществления минимальный уровень характеристики V50 на по меньшей мере примерно 2% лучше, или по меньшей мере примерно 3% лучше, или по меньшей мере примерно 4% лучше, или по меньшей мере примерно 5% лучше, или по меньшей мере примерно 6% лучше, или по меньшей мере примерно 7% лучше, или по меньшей мере примерно 8% лучше, или по меньшей мере примерно 9% лучше, или по меньшей мере примерно 10% лучше, или по меньшей мере примерно 11% лучше, или по меньшей мере примерно 12% лучше, или по меньшей мере примерно 13% лучше, или по меньшей мере примерно 14% лучше, или по меньшей мере примерно 15% лучше, или более, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава при заданной поверхностной плотности. [0011] In one embodiment, the selected ballistic performance criterion relates to a V50 characteristic of an aluminum alloy product at a given surface density. V50 is a measure of the ballistic resistance of a material. The V50 value is the speed at which there is a 50% chance that the projectile (for example, FSP or AP projectile) will fully penetrate the plate at a given surface density. Testing for V50 resistance to FSP and AP resistance can be carried out in accordance with MIL-STD-662F (1997). In one embodiment, the FSP resistance criterion includes a minimum V50 characteristic level, wherein the minimum V50 characteristic level is at least about 1% better than the minimum V50 characteristic level aged for maximum strength of an aluminum alloy product variant. In other embodiments, the minimum level of V50 performance is at least about 2% better, or at least about 3% better, or at least about 4% better, or at least about 5% better, or at least about 6 % better, or at least about 7% better, or at least about 8% better, or at least about 9% better, or at least about 10% better, or at least about 11% better, or at least about 12% better, or at least about 13% better, or at least an example about 14% better, or at least about 15% greater or more than the maximum strength in the aged embodiment the aluminum alloy product at a given surface density.

[0012] В одном варианте осуществления недостаренное изделие из алюминиевого сплава реализует стойкость к FSP V50, которая на по меньшей мере примерно 1% лучше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава при заданной поверхностной плотности. В других вариантах осуществления недостаренное изделие из алюминиевого сплава реализует стойкость к FSP V50, которая на по меньшей мере примерно 2% лучше, или по меньшей мере примерно 3% лучше, или по меньшей мере примерно 4% лучше, или по меньшей мере примерно 5% лучше, или по меньшей мере примерно 6% лучше, или по меньшей мере примерно 7% лучше, или по меньшей мере примерно 8% лучше, или по меньшей мере примерно 9% лучше, или по меньшей мере примерно 10% лучше, или по меньшей мере примерно 11% лучше, или по меньшей мере примерно 12% лучше, или по меньшей мере примерно 13% лучше, или по меньшей мере примерно 14% лучше, или по меньшей мере примерно 15% лучше, или более, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава при заданной поверхностной плотности. [0012] In one embodiment, the non-aged aluminum alloy product exhibits resistance to FSP V50, which is at least about 1% better than the maximum-aged aluminum alloy product at a given surface density. In other embodiments, an undeveloped aluminum alloy product exhibits an FSP V50 resistance that is at least about 2% better, or at least about 3% better, or at least about 4% better, or at least about 5% better, or at least about 6% better, or at least about 7% better, or at least about 8% better, or at least about 9% better, or at least about 10% better, or at least at least about 11% better, or at least about 12% better, or at least p imerno 13% better, or at least about 14% greater, or at least about 15% greater or more than the maximum strength in the aged embodiment the aluminum alloy product at a given surface density.

[0013] Состаренный на максимальную прочность вариант изделия из алюминиевого сплава представляет собой изделие, имеющее аналогичные состав и предысторию обработки, относящееся к аналогичному виду изделия (прокатанному, экструдированному, кованному) и обладающее аналогичными и сравнимыми размерами, как и недостаренное изделие, за исключением того, что состаренный на максимальную прочность вариант изделия состарен на максимальную прочность, в то время как недостаренное изделие состарено неполностью. [0013] A variant of an aluminum alloy product aged for maximum strength is a product having a similar composition and processing history related to a similar type of product (rolled, extruded, forged) and having similar and comparable dimensions as an undeveloped product, except that the product version aged for maximum strength is aged for maximum strength, while the product which is not aged is not fully aged.

[0014] В одном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава может быть недостарено для достижения целевых характеристик откалывания. Как правило, существуют два режима разрушения с откалыванием по отношению к FSP: [0014] In one embodiment, the aluminum alloy product may be underexposed to achieve the chipping performance. Typically, there are two fracture modes with spalling in relation to the FSP:

режим 1: откалывание - проникновение с отделением, mode 1: chipping - penetration with separation,

режим 2: откалывание - до проникновения. Mode 2: Chipping - Before Penetration.

Из них предпочтительным обычно является режим 1. В результате недостаривания изделия из алюминиевого сплава стойкость к FSP может быть подобрана по отношению к откалыванию. Of these, mode 1 is usually preferred. As a result of the non-aging of the aluminum alloy product, the FSP resistance can be selected with respect to chipping.

[0015] Критерий баллистических характеристик и баллистические характеристики также включают стойкость к бронебойным (AP) снарядам. В некоторых случаях недостаривание изделия из алюминиевого сплава может привести к сниженной AP стойкости. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления стадия (100) выбора включает выбор одного или обоих из критерия стойкости к FSP и критерия AP стойкости. В свою очередь степень недостаривания может быть выбрана таким образом, чтобы добиться заданного баланса между стойкостью к FSP и AP стойкостью. В одном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава недостаривают в степени, достаточной для достижения минимального критерия стойкости к FSP с одновременным достижением минимального критерия AP стойкости. В свою очередь изделия из алюминиевого сплава могут реализовать стойкость к FSP и AP стойкость, которая является, по меньшей мере, столь же хорошей, как и выбранный минимальный критерий стойкости к FSP и выбранный минимальный критерий AP стойкости. Таким образом, могут быть получены изделия из алюминиевого сплава, имеющие подобранные свойства стойкости к FSP и AP стойкости. В одном варианте осуществления стойкость к FSP недостаренного изделия из алюминиевого сплава на по меньшей мере 1% лучше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава, в то время как AP стойкость, по меньшей мере, столь же хорошая, как и у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. В одном варианте осуществления стойкость к FSP недостаренного изделия из алюминиевого сплава на по меньшей мере 1% лучше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава, в то время как AP стойкость, по меньшей мере столь, же хорошая, как и у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. В других вариантах осуществления AP стойкость меньше, чем у состаренного на максимальную прочность варианта изделия из алюминиевого сплава. В одном варианте осуществления AP стойкость снижается с более медленной скоростью, чем та скорость, с которой увеличивается стойкость к FSP. В одном варианте осуществления AP стойкость снижается (относительно максимальной прочности) на не более чем примерно 90% повышения стойкости к FSP. Например, если стойкость к FSP повышается на 5% относительно состаренного на максимальную прочность варианта изделия, то AP стойкость снижается на не более чем 4,5% относительно состаренного на максимальную прочность варианта изделия. В других вариантах осуществления AP стойкость снижается на не более чем примерно 80%, или не более чем примерно 70%, или не более чем примерно 60%, или не более чем примерно 50%, или не более чем примерно 40%, или не более чем примерно 30%, или не более чем примерно 20%, или не более чем примерно 10%, или менее, чем повышение стойкости к FSP. Критерии AP стойкости и стойкости к FSP могут быть выбраны на основании этого известного компромисса, например, с использованием результатов испытаний FSP и AP по отношению к известной степени недостаривания некого вида изделия из алюминиевого сплава. Таким образом, может быть получено изделие из алюминиевого сплава, имеющее подобранные баллистические характеристики. [0015] Ballistic performance criteria and ballistic performance also include resistance to armor-piercing (AP) projectiles. In some cases, under-aging of an aluminum alloy product may result in reduced AP resistance. Thus, in some embodiments, the selection step (100) includes selecting one or both of the FSP resistance criterion and the AP resistance criterion. In turn, the degree of underdevelopment can be chosen in such a way as to achieve a predetermined balance between resistance to FSP and AP resistance. In one embodiment, the aluminum alloy product is insufficient to achieve a minimum criterion for resistance to FSP while achieving a minimum criterion AP for resistance. In turn, aluminum alloy products can realize FSP and AP resistance, which is at least as good as the selected minimum FSP resistance criterion and the selected minimum AP resistance criterion. Thus, aluminum alloy products having selected FSP and AP resistance properties can be obtained. In one embodiment, the FSP resistance of an underexposed aluminum alloy product is at least 1% better than that of the maximum strength aged version of the aluminum alloy product, while the AP resistance is at least as good as that of Aged to maximum strength version of an aluminum alloy product. In one embodiment, the FSP resistance of an underexposed aluminum alloy product is at least 1% better than that of the maximum strength aged version of the aluminum alloy product, while the AP resistance is at least as good as that of Aged to maximum strength version of an aluminum alloy product. In other embodiments, the implementation of AP resistance is less than that of a variant of an aluminum alloy product aged for maximum strength. In one embodiment, the AP resistance decreases at a slower rate than the rate at which FSP resistance increases. In one embodiment, the AP resistance is reduced (relative to maximum strength) by no more than about a 90% increase in FSP resistance. For example, if the resistance to FSP is increased by 5% relative to the product version aged for maximum strength, then the AP resistance is reduced by no more than 4.5% relative to the product version aged to maximum strength. In other embodiments, the implementation of AP resistance is reduced by no more than about 80%, or no more than about 70%, or no more than about 60%, or no more than about 50%, or no more than about 40%, or no more than about 30%, or not more than about 20%, or not more than about 10%, or less than the increase in resistance to FSP. The criteria for AP resistance and resistance to FSP can be selected on the basis of this well-known compromise, for example, using the results of the FSP and AP tests with respect to the known degree of non-aging of a certain type of aluminum alloy product. Thus, an aluminum alloy product having selected ballistic characteristics can be obtained.

[0016] Обращаясь теперь к ФИГ.2, подготовка изделия из алюминиевого сплава к стадии старения (220) может включать одну или более из стадий литья (222) изделия из алюминиевого сплава (например, литья с прямым охлаждением), удаления поверхностного слоя (224) изделия из алюминиевого сплава, гомогенизации (226) изделия из алюминиевого сплава, обработки давлением (228) изделия из алюминиевого сплава (например, горячей обработки давлением с образованием деформированного изделия), термообработки на твердый раствор (230) изделия из алюминиевого сплава, необязательной закалки (232) изделия из алюминиевого сплава и необязательной холодной обработки давлением (234) изделия из алюминиевого сплава (например, растяжение, прокатка). Стадии (228 или 234) обработки изделия из алюминиевого сплава давлением могут включать одно или более из прокатки, экструдирования и/или ковки изделия из алюминиевого сплава и до или после стадии термообработки на твердый раствор (ТТР). [0016] Turning now to FIG. 2, preparing an aluminum alloy product for an aging step (220) may include one or more of the stages of casting (222) an aluminum alloy product (eg, direct cooling casting), removing the surface layer (224 ) aluminum alloy products, homogenization (226) aluminum alloy products, pressure treatment (228) aluminum alloy products (for example, hot forming with a deformed product), solid solution heat treatment (230) aluminum alloy products, optional flax hardening (232) of an aluminum alloy product and optional cold forming (234) of an aluminum alloy product (for example, tension, rolling). Stage (228 or 234) of the processing of the aluminum alloy product by pressure may include one or more of rolling, extruding and / or forging the aluminum alloy product and before or after the stage of heat treatment for solid solution (TTR).

[0017] Алюминиевые сплавы, применимые в сочетании с данными способами, включают те алюминиевые сплавы, которые обладают чувствительностью к старению, такие как любые из сплавов серий 2ХХХ, 2ХХХ+Li и 7ХХХ. Данные сплавы известны как термообрабатываемые сплавы (или, иначе говоря, термически упрочняемые сплавы). Такие термообрабатываемые сплавы содержат такие количества растворимых легирующих элементов, которые превышают равновесный предел растворимости в твердом растворе при комнатной и умеренно высокой температурах. Присутствующее количество может быть меньшим или большим, чем максимальное количество, которое растворимо при эвтектической температуре. [0017] Aluminum alloys useful in combination with these methods include those aluminum alloys that are sensitive to aging, such as any of the alloys of the 2XXX, 2XXX + Li, and 7XXX series. These alloys are known as heat-treatable alloys (or, in other words, thermally hardenable alloys). Such heat-treating alloys contain such amounts of soluble alloying elements that exceed the equilibrium solubility limit in solid solution at room and moderately high temperatures. The amount present may be smaller or larger than the maximum amount that is soluble at a eutectic temperature.

[0018] Термообработку на твердый раствор (230) осуществляют нагреванием изделий из алюминиевого сплава до подходящей температуры, выдерживанием при такой температуре достаточно долго, чтобы позволить компонентам перейти в твердый раствор, и достаточно быстрым охлаждением для того, чтобы удержать компоненты в растворе. Образовавшийся при высокой температуре твердый раствор может удерживаться в пересыщенном состоянии при охлаждении с достаточной скоростью, ограничивая выделение растворенных атомов в виде крупных, некогерентных частиц. Контролируемое выделение мелких частиц после операций термообработки на твердый раствор (230) и закалки (232), называемое «старением», традиционно использовали для усовершенствования механических свойств термообрабатываемых сплавов. [0018] The solid solution heat treatment (230) is carried out by heating the aluminum alloy products to a suitable temperature, keeping them at that temperature long enough to allow the components to transfer to the solid solution, and cooling sufficiently fast to keep the components in solution. The solid solution formed at high temperature can be kept in a supersaturated state upon cooling at a sufficient rate, limiting the release of dissolved atoms in the form of large, incoherent particles. The controlled release of small particles after heat treatment operations on solid solution (230) and quenching (232), called "aging", has traditionally been used to improve the mechanical properties of heat-treated alloys.

[0019] Что касается настоящего изобретения и со ссылкой теперь на ФИГ.2 и 3, стадия старения (240) может быть использована для старения изделия из алюминиевого сплава до заданного недостаренного состояния с целью достижения выбранного критерия баллистических характеристик. После термообработки на твердый раствор (230) и закалки (232) большинство термообрабатываемых сплавов (2ХХХ, 2ХХХ+Li, 7ХХХ) проявляют изменения свойств при комнатной температуре. Это называется «естественным старением» (242) и может начаться непосредственно после термообработки на твердый раствор (230) и закалки (232) либо после некого инкубационного периода. Скорость изменений свойств во время естественного старения варьируется от сплава к сплаву в широком диапазоне, поэтому достижение стабильного состояния может потребовать как всего нескольких дней, так и нескольких лет. Выделение в подобных сплавах может быть ускорено, а их прочности могут быть дополнительно увеличены за счет нагревания выше комнатной температуры; данная операция называется «искусственным старением» (244) и также известна специалистам в данной области техники как «термообработка для выделения вторичных фаз». [0019] With respect to the present invention and with reference now to FIGS. 2 and 3, the aging step (240) can be used to age an aluminum alloy product to a predetermined unmatched state in order to achieve the selected criterion for ballistic performance. After heat treatment for solid solution (230) and quenching (232), most heat-treatable alloys (2XXX, 2XXX + Li, 7XXX) exhibit changes in properties at room temperature. This is called "natural aging" (242) and can begin immediately after heat treatment for solid solution (230) and quenching (232) or after a certain incubation period. The rate of change of properties during natural aging varies from alloy to alloy in a wide range, so achieving a stable state may require only a few days or several years. The release in such alloys can be accelerated, and their strengths can be further increased by heating above room temperature; this operation is called “artificial aging” (244) and is also known to those skilled in the art as “heat treatment to isolate secondary phases”.

[0020] Описываемые здесь недостаренные изделия из алюминиевого сплава могут быть подвергнуты естественному старению (242), искусственному старению (244) или и тому, и другому (246). Если совершают искусственное старение (244), то естественное старение (242) может происходить до и/или после искусственного старения (244). Естественное старение (242) может происходить в течение заданного периода времени до искусственного старения (244) (например, от нескольких часов до нескольких недель или более). Операция естественного старения при комнатной температуре может происходить между любыми или после любой из указанных стадий термообработки на твердый раствор (230), закалки (232), необязательной холодной обработки давлением (234) и необязательного искусственного старения (244). (См. American National Standard Alloy and Temper Designation Systems for Aluminum, ANSI H35.1, который включен сюда посредством ссылки.)[0020] The non-aged aluminum alloy products described herein may be subjected to natural aging (242), artificial aging (244), or both (246). If artificial aging is performed (244), then natural aging (242) can occur before and / or after artificial aging (244). Natural aging (242) can occur over a given period of time before artificial aging (244) (for example, from several hours to several weeks or more). The natural aging operation at room temperature can occur between any or after any of the indicated stages of heat treatment for solid solution (230), quenching (232), optional cold pressure treatment (234) and optional artificial aging (244). (See American National Standard Alloy and Temper Designation Systems for Aluminum, ANSI H35.1, which is incorporated herein by reference.)

[0021] В некоторых вариантах осуществления стадию искусственного старения (244) не осуществляют до отправки изделия заказчику (260). Иными словами, стадия старения (240) состоит из естественного старения (242). В этих вариантах осуществления степень естественного старения (242) может быть отрегулирована для достижения недостаренного состояния и выбранного критерия (250) баллистических характеристик. Одновременно со стадией естественного старения (242) или после нее изделие может быть подвергнуто различным необязательным обработкам (255), таким как дополнительная холодная обработка давлением после стадии старения (240) или отделочные операции (например, выравнивание, правка, обработка резанием, анодирование, окраска, шлифовка, полировка, зачистка), после чего изделие может быть поставлено заказчику (260). [0021] In some embodiments, the artificial aging step (244) is not carried out until the product is dispatched to the customer (260). In other words, the aging stage (240) consists of natural aging (242). In these embodiments, the degree of natural aging (242) can be adjusted to achieve an undeveloped condition and selected criterion (250) of ballistic characteristics. Simultaneously with or after the natural aging stage (242), the product can be subjected to various optional treatments (255), such as additional cold pressure treatment after the aging stage (240) or finishing operations (for example, leveling, dressing, cutting, anodizing, painting , grinding, polishing, stripping), after which the product can be delivered to the customer (260).

[0022] В некоторых вариантах осуществления старение (240) включает искусственное старение (244). В этих вариантах осуществления стадия старения (240) может включать искусственное нагревание изделия из алюминиевого сплава в течение времени и при температуре, обеспечивающих недостаривание изделия и достижение прочности ниже максимальной прочности. В одном варианте осуществления стадия искусственного старения (244) включает недостаривание изделия из алюминиевого сплава в заданной степени для достижения выбранного критерия (250) баллистических характеристик, как описано выше. После искусственного старения (244) изделие из алюминиевого сплава может быть подвергнуто различным последующим за старением обработкам (255), описанным выше, после чего изделие может быть поставлено заказчику (260). [0022] In some embodiments, aging (240) includes artificial aging (244). In these embodiments, the aging step (240) may include artificially heating the aluminum alloy product over time and at a temperature that provides for the product to not age and achieve strength below maximum strength. In one embodiment, the artificial aging step (244) involves not aging the aluminum alloy article to a predetermined degree to achieve the selected criterion (250) of ballistic performance, as described above. After artificial aging (244), the aluminum alloy product can be subjected to various subsequent aging treatments (255) described above, after which the product can be delivered to the customer (260).

[0023] Изделия из нового алюминиевого сплава могут реализовывать характеристики, по меньшей мере, эквивалентные известным из уровня техники изделиям, изготовленным из алюминиевого сплава 5083 в состоянии поставки Н131, с точки зрения по меньшей мере одного свойства, реализуя улучшенную характеристику по меньшей мере одного другого свойства. Такие улучшенные характеристики могут быть обусловлены уникальной обработкой нового сплава, как предусмотрено выше. Новые сплавы могут достигать улучшенной комбинации свойств, такой как улучшенная комбинация плотности и баллистических характеристик, относительно изделия из сравнимого сплава 5083-Н131. [0023] Products from the new aluminum alloy can realize characteristics that are at least equivalent to products known from the prior art made from aluminum alloy 5083 in the delivery state H131, in terms of at least one property, realizing an improved characteristic of at least one other properties. Such improved performance may be due to the unique processing of the new alloy, as provided above. New alloys can achieve an improved combination of properties, such as an improved combination of density and ballistic characteristics, relative to the product of a comparable alloy 5083-H131.

[0024] Новые недостаренные сплавы могут быть использованы в любой бронедетали, угрозу которой могут оказывать взрывы, такой как в бронированных транспортных средствах, личной броне и т.п. В одном варианте осуществления бронедеталь, полученная из недостаренного сплава, устойчива к откалыванию. Материал считается устойчивым к откалыванию, если во время баллистических испытаний, проводимых в соответствии с MIL-STD-662F(1997), не происходит существенного отделения или отслоения слоя материала на участке, окружающем место удара, что визуально подтверждается специалистами в данной области техники, при этом отделение или отслоение может происходить как либо передней, либо на задней поверхностях испытуемого изделия. [0024] New undeveloped alloys can be used in any armor parts that can be threatened by explosions, such as armored vehicles, personal armor, etc. In one embodiment, an armor plate made from an undegraded alloy is resistant to chipping. A material is considered resistant to chipping if during ballistic tests carried out in accordance with MIL-STD-662F (1997), there is no significant separation or delamination of the material layer in the area surrounding the impact site, which is visually confirmed by specialists in this field of technology, this separation or delamination can occur either on the front or on the rear surfaces of the test product.

[0025] Как отмечено выше, алюминиевые сплавы, подходящие для использования с данным способом, включают алюминиевые сплавы серии 2ХХХ, 2ХХХ+Li и 7ХХХ. Алюминиевые сплавы серии 2ХХХ представляют собой алюминиевые сплавы, содержащие медь (Cu) в качестве основного легирующего ингредиента. Сплавы серии 2ХХХ обычно включают от примерно 0,7 мас.% до примерно 6,8 мас.% Cu. Алюминиевые сплавы серии 2ХХХ могут включать другие ингредиенты, такие как магний (Mg) (например, от примерно 0,1 мас.% до примерно 2,0 мас.% Mg). Примеры некоторых алюминиевых сплавов серии 2ХХХ, применимых в соответствии с описываемым здесь приемом недостаривания, включают приведенные согласно обозначениям Алюминиевой ассоциации сплавы 2001, 2002, 2004, 2005, 2006, 2007, 2007А, 2007В, 2008, 2009, 2010, 2011, 2011А, 2111, 2111А, 2111В, 2012, 2013, 2014, 2014А, 2214, 2015, 2016, 2017, 2017А, 2117, 2018, 2218, 2618, 2618А, 2219, 2319, 2419, 2519, 2021, 2022, 2023, 2024, 2024А, 2124, 2224, 2224А, 2324, 2424, 2524, 2025, 2026, 2027, 2028, 2028А, 2028В, 2028С, 2030, 2031, 2032, 2034, 2036, 2037, 2038, 2039, 2139, 2040, 2041, 2044, 2045 и 2056, помимо других алюминиевых сплавов серии 2ХХХ. [0025] As noted above, aluminum alloys suitable for use with this method include aluminum alloys of the 2XXX, 2XXX + Li and 7XXX series. 2XXX series aluminum alloys are aluminum alloys containing copper (Cu) as the main alloying ingredient. Alloys of the 2XXX series typically include from about 0.7 wt.% To about 6.8 wt.% Cu. Aluminum alloys of the 2XXX series may include other ingredients, such as magnesium (Mg) (for example, from about 0.1 wt.% To about 2.0 wt.% Mg). Examples of certain aluminum alloys of the 2XXX series that are applicable in accordance with the method of non-aging described here include alloys 2001, 2002, 2004, 2005, 2006, 2007, 2007A, 2007B, 2008, 2009, 2010, 2011, 2011A, 2111 according to the designations of the Aluminum Association , 2111A, 2111B, 2012, 2013, 2014, 2014A, 2214, 2015, 2016, 2017, 2017A, 2117, 2018, 2218, 2618, 2618A, 2219, 2319, 2419, 2519, 2021, 2022, 2023, 2024, 2024A , 2124, 2224, 2224A, 2324, 2424, 2524, 2025, 2026, 2027, 2028, 2028A, 2028B, 2028C, 2030, 2031, 2032, 2034, 2036, 2037, 2038, 2039, 2139, 2040, 2041, 2044 , 2045 and 2056, among other 2XXX series aluminum alloys.

[0026] Алюминиевые сплавы серии 2ХХХ+Li представляют собой алюминиевые сплавы серии 2ХХХ, включающие намеренные добавки лития (Li). Сплавы серии 2ХХХ+Li могут содержать вплоть до примерно 2,6 мас.% Li (например, от 0,1 до 2,6 мас.% Li). Примеры некоторых подходящих сплавов серии 2ХХХ+Li, применимых в соответствии с описываемым здесь приемом недостаривания, включают приведенные согласно обозначениям Алюминиевой ассоциации сплавы 2050, 2090, 2091, 2094, 2095, 2195, 2196, 2097, 2197, 2297, 2397, 2098, 2198, 2099 и 2199, помимо других алюминиевых сплавов серии 2ХХХ+Li. Сплавы серии 2ХХХ+Li обычно содержат по меньшей мере примерно 0,5 мас.% Li. [0026] Aluminum alloys of the 2XXX + Li series are aluminum alloys of the 2XXX series, including intentional lithium (Li) additives. Alloys of the 2XXX + Li series can contain up to about 2.6 wt.% Li (for example, from 0.1 to 2.6 wt.% Li). Examples of certain suitable 2XXX + Li series alloys usable in accordance with the non-aging technique described herein include alloys 2050, 2090, 2091, 2094, 2095, 2195, 2196, 2097, 2197, 2297, 2397, 2098, 2198 given according to the designations of the Aluminum Association , 2099 and 2199, among other aluminum alloys of the 2XXX + Li series. Alloys of the 2XXX + Li series typically contain at least about 0.5 wt.% Li.

[0027] Сплавы как серии 2ХХХ, так и серии 2ХХХ+Li могут содержать вплоть до 1,0 мас.% Ag (например, 0,1-1,0 мас.% Ag). Известно, что серебро (Ag) повышает прочность таких сплавов. При его использовании Ag обычно присутствует в количествах, составляющих по меньшей мере примерно 0,10 мас.%. [0027] Alloys of both the 2XXX series and the 2XXX + Li series can contain up to 1.0 wt.% Ag (for example, 0.1-1.0 wt.% Ag). It is known that silver (Ag) increases the strength of such alloys. When used, Ag is usually present in amounts of at least about 0.10 wt.%.

[0028] Баллистические изделия, изготовленные из алюминиевых сплавов серии 2ХХХ и 2ХХХ+Li, могут достигать подходящих свойств по баллистическим характеристикам либо посредством только естественного старения, либо посредством искусственного старения. Таким образом, изделия из алюминиевых сплавов серии 2ХХХ и 2ХХХ+Li могут, например, быть поставлены в состояниях поставки Т3, Т4, Т6 или Т8, помимо прочих. [0028] Ballistic products made from aluminum alloys of the 2XXX and 2XXX + Li series can achieve suitable ballistic properties either by natural aging alone or by artificial aging. Thus, products from aluminum alloys of the 2XXX and 2XXX + Li series can, for example, be delivered in delivery states T3, T4, T6 or T8, among others.

[0029] Алюминиевые сплавы серии 7ХХХ представляют собой алюминиевые сплавы, содержащие цинк (Zn) в качестве основного легирующего ингредиента. Сплавы серии 7ХХХ обычно включают от примерно 3,0 мас.% до 12,0 мас.% Zn. Сплавы серии 7ХХХ могут включать другие ингредиенты, такие как Cu (0,1-3,5 мас.%) и Mg (0,1-3,5 мас.%). Примеры некоторых сплавов серии 7ХХХ, применимых в соответствии с описываемым здесь приемом недостаривания, включают приведенные согласно обозначениям Алюминиевой ассоциации сплавы 7003, 7004, 7204, 7005, 7108, 7108А, 7009, 7010, 7012, 7014, 7015, 7016, 7116, 7017, 7018, 7019, 7019А, 7020, 7021, 7022, 7122, 7023, 7024, 7025, 7026, 7028, 7029, 7129, 7229, 7030, 7032, 7033, 7034, 7035, 7035А, 7036, 7136, 7037, 7039, 7040, 7140, 7041, 7046, 7046А, 7049, 7049А, 7149, 7249, 7349, 7449, 7050, 7050А, 7150, 7250, 7055, 7155, 7255, 7056, 7060, 7064, 7068, 7168, 7075, 7175, 7475, 7076, 7178, 7278, 7278А, 7081, 7085, 7090, 7093 и 7095, помимо других сплавов серии 7ХХХ. [0029] Aluminum alloys of the 7XXX series are aluminum alloys containing zinc (Zn) as the main alloying ingredient. 7XXX series alloys typically include from about 3.0 wt.% To 12.0 wt.% Zn. Alloys of the 7XXX series may include other ingredients such as Cu (0.1-3.5 wt.%) And Mg (0.1-3.5 wt.%). Examples of certain alloys of the 7XXX series that are applicable in accordance with the method of non-aging described here include alloys 7003, 7004, 7204, 7005, 7108, 7108A, 7009, 7010, 7012, 7014, 7015, 7016, 7116, 7017, given according to the designations of the Aluminum Association 7018, 7019, 7019A, 7020, 7021, 7022, 7122, 7023, 7024, 7025, 7026, 7028, 7029, 7129, 7229, 7030, 7032, 7033, 7034, 7035, 7035A, 7036, 7136, 7037, 7039, 7040, 7140, 7041, 7046, 7046A, 7049, 7049A, 7149, 7249, 7349, 7449, 7050, 7050A, 7150, 7250, 7055, 7155, 7255, 7056, 7060, 7064, 7068, 7168, 7075, 7175, 7475, 7076, 7178, 7278, 7278A, 7081, 7085, 7090, 7093 and 7095, among other alloys of the 7XXX series.

[0030] Сплавы серии 7ХХХ обычно достигают подходящих свойств по баллистическим характеристикам посредством искусственного старения, хотя при некоторых обстоятельствах может быть использовано только естественное старение. Таким образом, изделия из алюминиевых сплавов серии 7ХХХ могут, например, быть поставлены в состояниях поставки Т6 или Т8, помимо прочих. [0030] Alloys of the 7XXX series typically achieve suitable ballistic properties by artificial aging, although in some circumstances only natural aging can be used. Thus, products made of aluminum alloys of the 7XXX series can, for example, be delivered in delivery states T6 or T8, among others.

[0031] Ожидается, что очерченные здесь принципы недостаривания могут быть также применимы к некоторым другим подверженным дисперсионному твердению сплавам (например, одному или более из алюминиевых сплавов серии 6ХХХ и/или одному или более из алюминиевых сплавов серии 8ХХХ). [0031] It is anticipated that the principles of under-aging outlined here may also apply to some other alloy hardened alloys (for example, one or more of 6XXX series aluminum alloys and / or one or more of 8XXX series aluminum alloys).

[0032] Изделия из алюминиевых сплавов обычно включают указанные выше ингредиенты (а в некоторых случаях состоят по существу из них), причем остальное составляют алюминий, необязательные добавки (например, вплоть до примерно 2,5 мас.%) и неизбежные примеси. Обычно количество ингредиентов, необязательных добавок и неизбежных примесей в сплаве не должно превышать предел растворимости сплава. Как описано с большими подробностями ниже, необязательные добавки включают регулирующие зеренную структуру вещества (иногда называемые «дисперсоидами»), измельчающие зерно добавки и/или раскислители, помимо прочих. Некоторые из необязательных добавок, используемых в изделиях из алюминиевых сплавов, могут оказаться благоприятными для сплава иными путями, чем это описано ниже. Например, добавки Mn могут способствовать регулированию зеренной структуры, но Mn может также действовать как упрочняющий агент. Таким образом, нижеследующее описание необязательных добавок приведено только в целях иллюстрации, а не предназначено для ограничения любой добавки описанной функциональностью. [0032] Aluminum alloy products typically include the above ingredients (and in some cases consist essentially of them), the remainder being aluminum, optional additives (eg, up to about 2.5% by weight) and unavoidable impurities. Typically, the amount of ingredients, optional additives and unavoidable impurities in the alloy should not exceed the solubility limit of the alloy. As described in greater detail below, optional additives include grain-regulating agents (sometimes called “dispersoids”), grain-grinding additives, and / or deoxidizers, among others. Some of the optional additives used in aluminum alloy products may prove to be favorable to the alloy in other ways than described below. For example, Mn additives can help regulate the grain structure, but Mn can also act as a reinforcing agent. Thus, the following description of optional additives is provided for illustrative purposes only, and is not intended to limit any additive to the described functionality.

[0033] Необязательные добавки могут присутствовать в количестве вплоть до примерно 2,5 мас.% в сумме. Например, Mn (макс. 1,5 мас.%), Zr (макс. 0,5 мас.%) и Ti (макс. 0,10 мас.%) могут быть включены в состав сплава при сумме 2,1 мас.%. В таком случае, оставшиеся другие добавки, при их использовании, могут в сумме составлять не более 0,4 мас.%. В одном варианте осуществления необязательные добавки присутствуют в количестве вплоть до примерно 2,0 мас.% в сумме. В других вариантах осуществления необязательные добавки присутствуют в количестве вплоть до примерно 1,5 мас.%, или вплоть до примерно 1,25 мас.%, или вплоть до примерно 1,0 мас.% в сумме. [0033] Optional additives may be present in an amount up to about 2.5 wt.% In total. For example, Mn (max. 1.5 wt.%), Zr (max. 0.5 wt.%) And Ti (max. 0.10 wt.%) Can be included in the alloy with a total of 2.1 wt. % In this case, the remaining other additives, when used, may total no more than 0.4 wt.%. In one embodiment, optional additives are present in an amount up to about 2.0% by weight in total. In other embodiments, optional additives are present in an amount of up to about 1.5 wt.%, Or up to about 1.25 wt.%, Or up to about 1.0 wt.% In total.

[0034] Регулирующие зеренную структуру вещества представляют собой элементы или соединения, являющиеся преднамеренными легирующими добавками с целью формирования частиц вторичных фаз, обычно в твердом состоянии, для регулирования изменений зеренной структуры в твердом состоянии во время термических процессов, таких как возврат и перекристаллизация. Для раскрытых здесь алюминиевых сплавов Zr и Mn являются полезными регулирующими зеренную структуру элементами. Заменители Zr и/или Mn (полные или частичные) включают, среди прочих, Sc, V, Cr и Hf. Количество регулирующего зеренную структуру вещества, используемого в сплаве, обычно зависит от типа вещества, используемого для регулирования зеренной структуры, и процесса получения сплава. [0034] The grain structure-regulating substances are elements or compounds that are deliberate dopants to form particles of the secondary phases, usually in the solid state, to control changes in the grain structure in the solid state during thermal processes such as recovery and recrystallization. For the Zr and Mn aluminum alloys disclosed herein, are useful grain-regulating elements. Substituents Zr and / or Mn (full or partial) include, but are not limited to, Sc, V, Cr, and Hf. The amount of the grain structure-controlling substance used in the alloy usually depends on the type of substance used to control the grain structure and the alloy production process.

[0035] Изделия из алюминиевых сплавов могут необязательно включать марганец (Mn). Марганец может служить, помимо прочего, для способствования повышению прочности и/или способствования измельчению зеренной структуры, особенно у алюминиевых сплавов серии 2ХХХ или 2ХХХ+Li. При включении марганца в изделие из алюминиевого сплава он обычно присутствует в количествах, составляющих по меньшей мере примерно 0,05 мас.%. В одном варианте осуществления изделие из нового алюминиевого сплава включает по меньшей мере примерно 0,10 мас.% Mn. В одном варианте осуществления изделие из нового алюминиевого сплава включает не более примерно 1,5 мас.% Mn. В других вариантах осуществления изделие из нового алюминиевого сплава включает не более примерно 1,0 мас.% Mn. [0035] Aluminum alloy products may optionally include manganese (Mn). Manganese can serve, among other things, to help increase strength and / or to contribute to the refinement of the grain structure, especially in aluminum alloys of the 2XXX or 2XXX + Li series. When manganese is incorporated into an aluminum alloy product, it is usually present in amounts of at least about 0.05% by weight. In one embodiment, the novel aluminum alloy article comprises at least about 0.10 wt.% Mn. In one embodiment, the novel aluminum alloy article comprises no more than about 1.5 wt.% Mn. In other embodiments, the novel aluminum alloy product comprises no more than about 1.0 wt.% Mn.

[0036] При включении циркония (Zr) в изделие из алюминиевого сплава он может содержаться в количестве вплоть до примерно 0,5 мас.%, или вплоть до примерно 0,4 мас.%, или вплоть до примерно 0,3 мас.%, или вплоть до примерно 0,2 мас.%. В некоторых вариантах осуществления Zr включают в сплав в количестве 0,05-0,25 мас.%. В одном варианте осуществления Zr включают в сплав в количестве 0,05-0,15 мас.%. В другом варианте осуществления Zr включают в сплав в количестве 0,08-0,12 мас.%. В сплавах серии 7ХХХ Zr обычно используют в качестве необязательной добавки. [0036] When zirconium (Zr) is included in an aluminum alloy product, it may be contained in an amount of up to about 0.5 wt.%, Or up to about 0.4 wt.%, Or up to about 0.3 wt.% , or up to about 0.2 wt.%. In some embodiments, Zr is included in the alloy in an amount of 0.05-0.25 wt.%. In one embodiment, Zr is included in the alloy in an amount of 0.05-0.15 wt.%. In another embodiment, Zr is included in the alloy in an amount of 0.08-0.12 wt.%. In 7XXX series alloys, Zr is typically used as an optional additive.

[0037] Измельчающие зерна добавки представляют собой затравки или зародыши для зарождения новых зерен во время затвердевания сплава. Примером измельчающей зерно добавки является 3/8-дюймовый стержень, содержащий 96% алюминия, 3% титана (Ti) и 1% бора (B), причем фактически весь бор присутствует в виде тонкодиспергированных частиц TiB₂. Во время литья этот стержень для измельчения зерен поточно подают в расплавленный сплав, стекающий в литейную яму, с регулируемой скоростью. Количество измельчающей зерно добавки, включаемой в сплав, обычно зависит от типа материала, используемого для уменьшения размера зерен, и процесса получения сплава. Примеры измельчающих зерно добавок включают Ti в сочетании с B (например, TiB₂) или углеродом (TiC), хотя могут быть использованы и другие измельчающие зерно добавки, такие как TiAl-е лигатуры. Обычно измельчающие зерно добавки вводят в сплав в количестве, составляющем от 0,0003 мас.% до 0,005 мас.%, в зависимости от желаемого размера зерен непосредственно после литья. Кроме того, Ti может быть отдельно введен в сплав в количестве вплоть до 0,03 мас.% для повышения эффективности измельчающей зерно добавки. При включении в сплав Ti он обычно присутствует в количестве вплоть до примерно 0,10 или 0,20 мас.%. [0037] Grain grinding additives are seeds or nuclei for the nucleation of new grains during solidification of the alloy. An example of a grain refiner is a 3/8-inch rod containing 96% aluminum, 3% titanium (Ti) and 1% boron (B), with virtually all boron present as finely divided TiB ₂ particles. During casting, this kernel for grinding grains is flow-fed to the molten alloy flowing down into the casting pit at an adjustable speed. The amount of grain refiner included in the alloy usually depends on the type of material used to reduce grain size and the process for producing the alloy. Examples of grain grinding additives include Ti in combination with B (e.g., TiB ₂ ) or carbon (TiC), although other grain grinding additives, such as TiAl ligatures, can be used. Typically, grain-grinding additives are added to the alloy in an amount of 0.0003 wt.% To 0.005 wt.%, Depending on the desired grain size immediately after casting. In addition, Ti can be separately introduced into the alloy in an amount up to 0.03 wt.% To increase the efficiency of the grain grinding additives. When Ti is included in the alloy, it is usually present in an amount up to about 0.10 or 0.20 wt.%.

[0038] Некоторые легирующие элементы, обычно называемые здесь «раскислителями» (независимо от того, действительно ли они раскисляют), могут быть введены в сплав во время литья для снижения или ограничения (а в некоторых случаях предотвращения) растрескивания слитка, возникающего, например, из-за оксидных складок, ямок и окисных плен. Примеры раскислителей включают Ca, Sr, Be и Bi. При включении в сплав кальция (Са) он обычно присутствует в количестве вплоть до примерно 0,05 мас.%, или вплоть до примерно 0,03 мас.%. В некоторых вариантах осуществления Са включают в сплав в количестве от 0,001 до примерно 0,03 мас.% или до примерно 0,05 мас.%, например в диапазоне 0,001-0,008 мас.% (т.е. от 10 до 80 м.д.). Стронций (Sr) и/или висмут (Bi) может быть включен в сплав помимо или вместо Са (полностью или частично) и может быть включен в сплав в таких же или близких количествах, как и Са. Традиционно введения бериллия (Ве) помогали снижению тенденции к растрескиванию слитка, хотя по экологическим причинам, соображениям здоровья и безопасности некоторые варианты выполнения сплава по существу свободны от Ве. При включении в сплав Ве он обычно присутствует в количестве вплоть до примерно 500 м.д., например менее примерно 250 м.д. или менее примерно 20 м.д. [0038] Some alloying elements, commonly referred to herein as “deoxidizing agents” (whether or not they are deoxidizing), may be introduced into the alloy during casting to reduce or limit (and in some cases prevent) cracking of the ingot resulting, for example, due to oxide folds, pits and oxide captures. Examples of deoxidizing agents include Ca, Sr, Be, and Bi. When included in the alloy of calcium (Ca), it is usually present in an amount up to about 0.05 wt.%, Or up to about 0.03 wt.%. In some embodiments, Ca is included in the alloy in an amount of from 0.001 to about 0.03 wt.% Or to about 0.05 wt.%, For example in the range of 0.001-0.008 wt.% (I.e., from 10 to 80 m. d.). Strontium (Sr) and / or bismuth (Bi) can be included in the alloy in addition to or instead of Ca (in whole or in part) and can be included in the alloy in the same or similar amounts as Ca. Traditionally, the introduction of beryllium (Be) helped to reduce the tendency to cracking the ingot, although for environmental reasons, health and safety reasons, some embodiments of the alloy are essentially free of Be. When Be is included in the alloy, it is usually present in an amount up to about 500 ppm, for example, less than about 250 ppm. or less than about 20 ppm

[0039] Необязательные добавки могут присутствовать в незначительных количествах или могут присутствовать в значительных количествах и способны придавать желаемые или другие характеристики сами по себе, не нарушая описанного здесь сплава, при условии, что сплав сохраняет описанные здесь желаемые характеристики. Однако следует понимать, что объем настоящего изобретения не должен/не может быть нарушен в результате простого введения элемента или элементов в количествах, которые в ином случае не повлияли бы на комбинации желаемых и получаемых здесь свойств. [0039] Optional additives may be present in small amounts or may be present in significant quantities and are capable of imparting desired or other characteristics on their own without violating the alloy described herein, provided that the alloy retains the desired characteristics described herein. However, it should be understood that the scope of the present invention should not / cannot be violated as a result of the simple introduction of the element or elements in quantities that otherwise would not affect the combination of the desired and obtained properties here.

[0040] В настоящем изобретении неизбежные примеси представляют собой такие вещества, которые могут присутствовать в сплаве в незначительных количествах вследствие, например, присущих алюминию свойств и/или выщелачивания из-за контакта с производственным оборудованием, помимо прочего. Железо (Fe) и кремний (Si) являются примерами неизбежных примесей, обычно присутствующих в алюминиевых сплавах. Содержание Fe в сплаве обычно не должно превышать примерно 0,25 мас.%. В некоторых вариантах осуществления содержание Fe в сплаве составляет не более примерно 0,15 мас.%, или не более примерно 0,10 мас.%, или не более примерно 0,08 мас.%, или не более примерно 0,05 или 0,04 мас.%. Подобным же образом, содержание Si в сплаве обычно не должно превышать примерно 0,25 мас.%, а обычно оно меньше, чем содержание Fe. В некоторых вариантах осуществления содержание Si в сплаве составляет не более примерно 0,12 мас.%, или не более примерно 0,10 мас.%, или не более примерно 0,06 мас.%, или не более примерно 0,03 или 0,02 мас.%. В некоторых вариантах осуществления цинк (Zn) может входить в состав сплава в качестве неизбежной примеси (например, сплавов серии 2ХХХ+Li). В данных вариантах осуществления содержание Zn в сплаве обычно не превышает 0,25 мас.%, например не более 0,15 мас.% или даже не более примерно 0,05 мас.%. Будучи не примесью, в сплавы серии 2ХХХ или 2ХХХ+Li может быть введено вплоть до 1,5 мас.% Zn (например, 0,3-1,5 мас.% Zn). Помимо железа, кремния и цинка, сплав обычно содержит не более 0,05 мас.% любой другой неизбежной примеси, и при этом общее количество таких других неизбежных примесей не превышает 0,15 мас.% (обычно обозначаемое как прочие ≤0,05 мас.% каждый, а в сумме прочие ≤0,15 мас.%, согласно регистрационным листам деформируемых сплавов Алюминиевой ассоциации, называемым «бирюзовыми листами»). [0040] In the present invention, unavoidable impurities are those substances that may be present in the alloy in small amounts due, for example, to the inherent properties of aluminum and / or leaching due to contact with production equipment, inter alia. Iron (Fe) and silicon (Si) are examples of unavoidable impurities commonly found in aluminum alloys. The Fe content in the alloy usually should not exceed about 0.25 wt.%. In some embodiments, the implementation of the Fe content in the alloy is not more than about 0.15 wt.%, Or not more than about 0.10 wt.%, Or not more than about 0.08 wt.%, Or not more than about 0.05 or 0 , 04 wt.%. Similarly, the Si content in the alloy usually should not exceed about 0.25 wt.%, And usually it is less than the Fe content. In some embodiments, the implementation of the Si content in the alloy is not more than about 0.12 wt.%, Or not more than about 0.10 wt.%, Or not more than about 0.06 wt.%, Or not more than about 0.03 or 0 , 02 wt.%. In some embodiments, zinc (Zn) may be included as an unavoidable impurity (for example, 2XXX + Li alloys). In these embodiments, the Zn content in the alloy typically does not exceed 0.25 wt.%, For example, not more than 0.15 wt.% Or even not more than about 0.05 wt.%. Without being an impurity, up to 1.5 wt.% Zn (for example, 0.3-1.5 wt.% Zn) can be introduced into alloys of the 2XXX or 2XXX + Li series. In addition to iron, silicon and zinc, the alloy usually contains not more than 0.05 wt.% Of any other inevitable impurity, and the total amount of such other inevitable impurities does not exceed 0.15 wt.% (Usually denoted as others ≤0.05 wt. .% each, and in total others ≤0.15 wt.%, according to the registration sheets of deformable alloys of the Aluminum Association, called “turquoise sheets”).

[0041] Если не указано иное, выражение «вплоть до» при указании на количество элемента означает, что содержание элемента в составе является необязательным и включает нулевое количество этого конкретного входящего в состав компонента. При отсутствии иных указаний все процентные величины состава представлены в массовых процентах (мас.%). [0041] Unless otherwise indicated, the expression "up to" when indicating the number of elements means that the content of the element in the composition is optional and includes zero amount of this particular component. Unless otherwise indicated, all percentages of the composition are presented in mass percent (wt.%).

[0042] Хотя вышеприведенные свойства были в основном описаны в отношении деформируемых сплавов, ожидается, что недостаривание изделий из литейных алюминиевых сплавов будет реализовывать ту же самую выгоду, а значит, недостаривание изделий из литейных алюминиевых сплавов также входит в объем настоящего изобретения. [0042] Although the above properties have been mainly described with respect to wrought alloys, it is expected that the aging of cast aluminum alloy products will realize the same benefits, which means that the aging of cast aluminum alloy products is also within the scope of the present invention.

Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings

[0043] ФИГ.1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один вариант осуществления получения изделия из алюминиевого сплава. [0043] FIG. 1 is a block diagram illustrating one embodiment of an aluminum alloy product.

[0044] ФИГ.2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую стадию получения (200) по ФИГ.1. [0044] FIG. 2 is a flowchart illustrating a production step of (200) of FIG. 1.

[0045] ФИГ.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую стадию старения (240) по ФИГ.2. [0045] FIG. 3 is a flowchart illustrating an aging step (240) of FIG. 2.

[0046] ФИГ.4 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий баллистические характеристики сплава АА 7085 в зависимости от предела текучести (TYS-L) и условий искусственного старения. [0046] FIG. 4 is a schematic view illustrating the ballistic characteristics of an AA 7085 alloy as a function of yield strength (TYS-L) and artificial aging conditions.

[0047] ФИГ.5 представляет собой фотографию метательных снарядов, которые могут быть использованы для баллистических испытаний. [0047] FIG. 5 is a photograph of projectiles that can be used for ballistic tests.

[0048] ФИГ.6а представляет собой график, иллюстрирующий стойкость к FSP различных плит из алюминиевого сплава толщиной 2 дюйма в зависимости от прочности при использовании пули калибра 0,50 дюйма, как описано в примере 1. [0048] FIG.6a is a graph illustrating the FSP resistance of various 2 inch thick aluminum alloy plates versus strength using a 0.50 inch caliber bullet as described in Example 1.

[0049] ФИГ.6b представляет собой график, иллюстрирующий стойкость к FSP различных плит из алюминиевого сплава толщиной 2 дюйма в зависимости от прочности при использовании пули диаметром 20 мм, как описано в примере 1. [0049] FIG.6b is a graph illustrating the FSP resistance of various 2 inch thick aluminum alloy plates versus strength when using a 20 mm diameter bullet as described in Example 1.

[0050] ФИГ.6с представляет собой график, иллюстрирующий AP стойкость различных плит из алюминиевого сплава толщиной 2 дюйма в зависимости от прочности, как описано в примере 1. [0050] FIG.6c is a graph illustrating the AP resistance of various 2 inch thick aluminum alloy plates versus strength, as described in Example 1.

[0051] ФИГ.7а-7f представляют собой фотографии (вид сверху), иллюстрирующие результаты проникновения FSP в примере 1, относящиеся к сплаву АА7085. [0051] FIG.7a-7f are photographs (top view) illustrating the results of the penetration of the FSP in example 1, relating to the alloy AA7085.

[0052] ФИГ.8а представляет собой фотографию (вид сверху), иллюстрирующую результаты проникновения FSP в примере 1, относящиеся к известному сплаву АА5083. [0052] FIG.8a is a photograph (top view) illustrating the results of the penetration of the FSP in example 1 related to the known alloy AA5083.

[0053] ФИГ.8b представляет собой фотографию (вид в поперечном разрезе), иллюстрирующую микроструктуру известного сплава АА5083 после испытания на FSP. [0053] FIG. 8b is a photograph (cross-sectional view) illustrating the microstructure of a known AA5083 alloy after an FSP test.

[0054] ФИГ.9 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий один из предложенных вариантов осуществления способа формирования трещин в сплаве АА5083 при испытании на FSP. [0054] FIG. 9 is a schematic view illustrating one of the proposed embodiments of a method for forming cracks in an AA5083 alloy in an FSP test.

[0055] ФИГ.10а представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую растрескивание в сплаве АА5083 после испытания на FSP. [0055] FIG. 10a is an SEM photograph illustrating cracking in an AA5083 alloy after an FSP test.

[0056] ФИГ.10b представляет собой крупный план участка ФИГ.10а. [0056] FIG. 10b is a close-up of the portion of FIG. 10a.

[0057] ФИГ.11a представляет собой фотографию (вид в поперечном разрезе), иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-UA0 после испытания на FSP. [0057] FIG. 11a is a photograph (cross-sectional view) illustrating the microstructure of an AA7085-UA0 alloy after an FSP test.

[0058] ФИГ.11b представляет собой фотографию (вид в поперечном разрезе), иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0058] FIG. 11b is a photograph (cross-sectional view) illustrating the microstructure of an AA7085-UA1 alloy after an FSP test.

[0059] ФИГ.11c представляет собой фотографию (вид в поперечном разрезе), иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0059] FIG. 11c is a photograph (cross-sectional view) illustrating the microstructure of an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0060] ФИГ.11d представляет собой фотографию (вид в поперечном разрезе), иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA2 после испытания на FSP. [0060] FIG. 11d is a photograph (cross-sectional view) illustrating the microstructure of an AA7085-OA2 alloy after an FSP test.

[0061] ФИГ.12а представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую растрескивание в сплаве АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0061] FIG. 12a is an SEM photograph illustrating cracking in an AA7085-UA1 alloy after an FSP test.

[0062] ФИГ.12b представляет собой крупный план участка ФИГ.12а. [0062] FIG. 12b is a close-up of the portion of FIG. 12a.

[0063] ФИГ.13a представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую растрескивание в сплаве АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0063] FIG.13a is an SEM photograph illustrating cracking in an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0064] ФИГ.13b представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую растрескивание в сплаве АА7085-OA2 после испытания на FSP. [0064] FIG.13b is an SEM photograph illustrating cracking in an AA7085-OA2 alloy after an FSP test.

[0065] ФИГ.14a представляет собой СЭМ-фотографию протравленного образца АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0065] FIG. 14a is an SEM photograph of an etched sample AA7085-UA1 after an FSP test.

[0066] ФИГ.14b представляет собой СЭМ-фотографию анодированного образца АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0066] FIG. 14b is a SEM photograph of an anodized sample AA7085-UA1 after an FSP test.

[0067] ФИГ.15a представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую полосы сдвига в сплаве АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0067] FIG. 15a is an SEM photograph illustrating shear bands in an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0068] ФИГ.15b представляет собой крупный план ФИГ.15а, иллюстрирующий наноразмерные выделения в полосах сдвига. [0068] FIG. 15b is a close-up of FIG. 15a illustrating nanoscale precipitation in shear bands.

[0069] ФИГ.16a представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую полосы сдвига в сплаве АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0069] FIG.16a is an SEM photograph illustrating shear bands in an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0070] ФИГ.16b представляет собой крупный план ФИГ.16а. [0070] FIG.16b is a close-up of FIG.16a.

[0071] ФИГ.17a представляет собой СЭМ-фотографию, иллюстрирующую трещины в сплаве АА7085-OA2 после испытания на FSP. [0071] FIG. 17a is an SEM photograph illustrating cracks in an AA7085-OA2 alloy after an FSP test.

[0072] ФИГ.17b представляет собой крупный план ФИГ.17а. [0072] FIG.17b is a close-up of FIG.17a.

[0073] ФИГ.18а представляет собой темнопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0073] FIG. 18a is a dark-field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-UA1 alloy after an FSP test.

[0074] ФИГ.18b представляет собой многолучевую светлопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-UA1 после испытания на FSP. [0074] FIG. 18b is a multi-beam bright field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-UA1 alloy after an FSP test.

[0075] ФИГ.19а представляет собой темнопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0075] FIG.19a is a dark-field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0076] ФИГ.19b представляет собой многолучевую светлопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA1 после испытания на FSP. [0076] FIG. 19b is a multi-beam bright field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-OA1 alloy after an FSP test.

[0077] ФИГ.20а представляет собой темнопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA2 после испытания на FSP. [0077] FIG.20a is a dark-field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-OA2 alloy after an FSP test.

[0078] ФИГ.20b представляет собой многолучевую светлопольную ПЭМ-фотографию, иллюстрирующую микроструктуру сплава АА7085-OA2 после испытания на FSP. [0078] FIG. 20b is a multi-beam bright field TEM photograph illustrating the microstructure of an AA7085-OA2 alloy after an FSP test.

Подробное описание Detailed description

[0079] Пример 1 - Испытание сплавов серии 7ХХХ [0079] Example 1 - Testing alloys series 7XXX

[0080] Испытание V50 [0080] Test V50

[0081] Сплав 7085 согласно Алюминиевой ассоциации подготавливают к старению аналогично проиллюстрированному на ФИГ.2 и испытывают на его характеристики FSP в нескольких условиях искусственного старения. Две группы плит из АА7085 двух различных толщин по сортаменту (1 дюйм и 2 дюйма) искусственно старили до различных состояний недостаривания (UA) и перестаривания (ОА). Для группы 1 с плитами толщиной 1 дюйм создали несколько условий старения: 7085-UAO, -UA0,5, -UA1, -PS, -OA1, -OA1,5 и -ОА2 (ФИГ.4). Плиты UA в данной группе до искусственного старения получили по меньшей мере трехнедельное естественное старение. Предел текучести при растяжении (TYS) в направлении прокатки (RD) состаренных плит из АА7085 в группе 1 попадает в интервал от 69 ksi до 83 ksi. Плиты из АА5083-Н131 толщиной 1 дюйм также испытывали в качестве отправной точки. Для группы 2 с плитами толщиной 2 дюйма создали четыре условия старения: 7085-W51, -UA1, -OA1 и -ОА2. Следует отметить, что плиты толщиной 2 дюйма в состоянии поставки W51, подвергнутые термообработке на твердый раствор с минимальным старением, проявили TYS в примерно 62 ksi. TYS в RD состаренных плит из АА7085 в данной группе составляет от 62 ksi до 79 ksi. Баллистические испытания на поражение имитирующим осколки метательным снарядом (FSP) проводили соответственно для группы 1 с использованием метательного снаряда 0,50-го калибра в Юго-Западном исследовательском институте (Southwest Research Institute (SWRI)), а для группы 2 с использованием метательного снаряда диаметром 20 мм в Армейской исследовательской лаборатории (Army Research Laboratory). Испытаниям подвергали множество образцов размером 12 дюймов×12 дюймов из каждого сплава и при каждом условии в обеих группах. Метательные снаряды, используемые для испытаний на FSP, показаны на ФИГ.5. [0081] Alloy 7085 according to the Aluminum Association is prepared for aging similarly to that illustrated in FIG. 2 and tested for its FSP characteristics under several conditions of artificial aging. Two groups of plates from AA7085 of two different thicknesses by assortment (1 inch and 2 inches) artificially aged to different states of under-aging (UA) and over-processing (OA). For group 1 with plates with a thickness of 1 inch, several aging conditions were created: 7085-UAO, -UA0.5, -UA1, -PS, -OA1, -OA1.5 and -OA2 (FIG. 4). UA plates in this group received at least three-week natural aging prior to artificial aging. The tensile yield strength (TYS) in the rolling direction (RD) of the aged plates from AA7085 in group 1 falls in the range from 69 ksi to 83 ksi. 1 inch thick AA5083-H131 boards were also tested as a starting point. Four aging conditions were created for group 2 with 2-inch boards: 7085-W51, -UA1, -OA1 and -OA2. It should be noted that the 2-inch-thick boards in the W51 delivery state, subjected to heat treatment for solid solution with minimal aging, showed a TYS of about 62 ksi. The TYS in the RD of aged boards from AA7085 in this group ranges from 62 ksi to 79 ksi. Ballistic missile simulator (FSP) missile tests were carried out respectively for group 1 using a 0.50 caliber projectile at the Southwest Research Institute (SWRI), and for group 2 using a projectile diameter 20 mm at the Army Research Laboratory. Many 12 inch × 12 inch samples from each alloy and under each condition in both groups were tested. The projectile used for testing on the FSP, shown in FIG.5.

[0082] На ФИГ.4 проиллюстрирована величина V50 для каждого состояния старения плит толщиной 1 дюйм, подвергнутых баллистическим испытаниям на FSP. Для каждого состояния старения также указаны TYS и скорость (n) деформационного упрочнения. Средняя V50 недостаренных плит из АА 7085, 3318 футов/сек, была большей, чем средняя V50 перестаренных плит, 3179 футов/сек, что свидетельствует о лучшей баллистической стойкости к FSP недостаренных плит. В частности, плиты в состоянии поставки UA0 проявляли намного более высокую баллистическую стойкость к FSP, чем другие состояния поставки. Максимальная разница в V50 между плитами в состоянии UA (UA0) и OA (OA2) составляла 368 футов/сек. Величины V50 выглядели снижающимися по мере протекания искусственного старения, т.е. с UA до ОА. [0082] FIG. 4 illustrates a V50 value for each aging condition of 1 inch thick boards subjected to FSP ballistic tests. For each aging state, TYS and strain hardening rate (n) are also indicated. The average V50 of unloaded plates from AA 7085, 3318 ft / sec, was greater than the average V50 of overloaded plates, 3179 ft / sec, indicating better ballistic resistance to FSP of unloaded plates. In particular, the boards in the UA0 delivery state showed much higher ballistic resistance to FSP than other delivery states. The maximum difference in V50 between the slabs in the UA (UA0) and OA (OA2) state was 368 ft / sec. V50 values seemed to decline as artificial aging progressed, i.e. from UA to OA.

[0083] Взаимосвязь между V50 и TYS также проиллюстрирована на ФИГ.6а. Полученные результаты показывают, что V50 не увеличилась только при повышении TYS (ФИГ.6а) или при повышении скорости деформационного упрочнения (ФИГ.4). V50, TYS и скорость деформационного упрочнения базового материала АА 5083-Н131 составляли соответственно 1870 футов/секунду, 47 ksi и 0,076. V50 у АА 5083-Н131 существенно ниже, чем у АА 7085, независимо от условий старения. В то время как его баллистическая стойкость может объясняться низким TYS, АА 5083-Н131 проявлял разумно высокую скорость деформационного упрочнения по сравнению с АА 7085, независимо от условий старения. [0083] The relationship between V50 and TYS is also illustrated in FIG. 6a. The results show that V50 did not increase only with an increase in TYS (FIG. 6a) or with an increase in the strain hardening rate (FIG. 4). V50, TYS and strain hardening rate of base material AA 5083-H131 were 1870 ft / sec, 47 ksi and 0.076, respectively. V50 in AA 5083-H131 is significantly lower than in AA 7085, regardless of aging conditions. While its ballistic resistance can be explained by low TYS, AA 5083-H131 showed a reasonably high strain hardening rate compared to AA 7085, regardless of aging conditions.

[0084] ФИГ.6b показывает взаимосвязь между V50 и TYS у плит толщиной 2 дюйма, испытанных более крупным FSP-снарядом (20 мм). UA-плиты (W51 и UA1) достигали более высокой V50, чем перестаренные плиты (ОА1 и ОА2), т.е. наблюдается такая же тенденция, как и у плит толщиной 1 дюйм, даже несмотря на то, что максимальная разница в V50 между UA плитами (W51) и ОА плитами для плит толщиной 2 дюйма снизилась до 157 футов/сек. Следует отметить, что состояние поставки W51 представляет только естественное старение при комнатной температуре. Эти результаты позволяют предположить, что максимальная V50 может быть достигнута за счет недостаривания, а не перестаривания плит из АА 7085. [0084] FIG.6b shows the relationship between V50 and TYS for 2-inch boards tested with a larger FSP projectile (20 mm). UA plates (W51 and UA1) reached a higher V50 than overdone plates (OA1 and OA2), i.e. the trend is the same as for 1-inch boards, even though the maximum difference in V50 between UA boards (W51) and OA boards for 2-inch boards has decreased to 157 ft / s. It should be noted that the delivery status of W51 represents only natural aging at room temperature. These results suggest that the maximum V50 can be achieved by not aging, and not overcooking, boards from AA 7085.

[0085] Были также проведены испытания на бронебойность (AP), результаты которых проиллюстрированы на ФИГ.6с. AP стойкость снижается со снижением прочности. [0085] Armor piercing tests (AP) were also conducted, the results of which are illustrated in FIG. 6c. AP resistance decreases with decreasing strength.

[0086] ФИГ.7а-7f представляют собой изображения плит толщиной 1 дюйм после баллистических испытаний на FSP. Показаны фотографии как с частичным (ФИГ.7а, 7с, 7е), так и с полным проникновением (ФИГ.7b, 7d, 7f). Используемое на них обозначение “TD” означает поперечное направление. Разрушение плит можно было в целом подразделить на три следующих режима: [0086] FIGS. 7a-7f are images of 1 inch thick plates after ballistic tests on the FSP. Shown are photographs with both partial (FIG.7a, 7c, 7e) and full penetration (FIG.7b, 7d, 7f). The designation “TD” used on them means the transverse direction. The destruction of the plates could be generally divided into the following three modes:

[0087] Режим 1. Откалывание - проникновение с отделением. Плита давала отколы во время испытания на частичное проникновение, но в существенно меньшей степени (ФИГ.7а). Очевидно, что плита давала отколы при выходе из нее метательного снаряда во время испытания на полное проникновение (ФИГ.7b). [0087] Mode 1. Chipping - penetration with separation. The plate gave spalls during the test for partial penetration, but to a much lesser extent (FIG.7a). Obviously, the plate gave spalls when the projectile exited from it during the full penetration test (FIG. 7b).

[0088] Режим 2. Откалывание - до проникновения. Как показано на ФИГ.7с, степень откалывания во время испытания на частичное проникновение в режиме 2 существенно больше, чем в режиме 1, что отмечает главное различие в характеристиках откалывания между данными двумя режимами. Заметное различие в откалывании плит с полным проникновением между режимом 1 и режимом 2 отсутствует. [0088] Mode 2. Chipping - before penetration. As shown in FIG. 7c, the degree of chipping during the partial penetration test in mode 2 is significantly greater than in mode 1, which marks the main difference in the chipping characteristics between these two modes. There is no noticeable difference in the chipping of plates with full penetration between mode 1 and mode 2.

[0089] Режим 3. Пробка без откалывания. Режим 3 характеризуется выбрасыванием пробки. Фиг.7а показывает образование пробки во время испытания на частичное проникновение. Пробка выбрасывалась во время испытания на полное проникновение. [0089] Mode 3. Cork without chipping. Mode 3 is characterized by ejection of the cork. Fig. 7a shows the formation of a plug during a partial penetration test. The plug was ejected during the full penetration test.

[0090] В отношении откалывания определяли режим разрушения каждого экспериментального сплава (7085-UA0, -UA0,5, -UA1, -PS, -OA1, -OA1,5 и -ОА2) у 1-дюймовых плит и для режима 1, режима 2 и режима 3 обозначали соответственно цифрами «1», «2» и «3» на ФИГ.4. Недостаренные плиты (UA0, UA0,5 и UA1) демонстрируют тип разрушения по режиму 1, в то время как состаренные на максимальную прочность (PS) и перестаренные плиты (OA1 и OA1,5) претерпевают тип разрушения по режиму 2. Существенно перестаренные плиты ОА2 показывают тип разрушения по режиму 3, который также является режимом разрушения являющихся отправной точкой плит из АА 5083-Н131. [0090] With regard to chipping, the failure mode of each experimental alloy (7085-UA0, -UA0.5, -UA1, -PS, -OA1, -OA1.5 and -OA2) was determined for 1-inch plates and for mode 1, mode 2 and mode 3 were designated by the numbers “1”, “2” and “3” in FIG. 4, respectively. Undeveloped plates (UA0, UA0.5, and UA1) exhibit failure mode type 1, while aged to maximum strength (PS) and overdone plates (OA1 and OA1.5) undergo failure mode mode 2. Significantly overloaded OA2 plates show the type of destruction according to mode 3, which is also the mode of destruction being the starting point of plates from AA 5083-H131.

[0091] Анализ микроструктуры [0091] Microstructure analysis

[0092] ФИГ.8а-8b иллюстрируют вид сверху (ФИГ.8а) и вид в поперечном разрезе микроструктуры (ФИГ.8b) плиты из АА 5083-Н131, подвергнутой баллистическому испытанию на FSP. Наблюдается разрушение в виде пробки с указаниями на трещины Герца. Фиг.9 иллюстрирует одно предложение, относящееся к образованию трещин Герца. Удар метательного снаряда генерирует ударные волны сжатия, которые отражаются от задней поверхности и образуют ударные волны растяжения. Результатом взаимодействия таких волн являются сильный сдвиг и трещины Герца, что в конечном итоге приводит к разрушению в виде пробки. Такой режим разрушения в виде пробки является основным режимом разрушения, являющегося отправной точкой сплава АА 5083-Н131, подвергаемого баллистическому испытанию на FSP. Наблюдали также некоторые полосы сдвига и небольшие трещины, расходящиеся от основных трещин Герца (ФИГ.10а). Видно, что трещины распространяются вдоль полос крупных составляющих частиц (ФИГ.10b). [0092] FIGS. 8a-8b illustrate a top view (FIG. 8a) and a cross-sectional view of the microstructure (FIG. 8b) of a plate of AA 5083-H131 subjected to an FSP ballistic test. Destruction in the form of a cork with indications of Hertz cracks is observed. 9 illustrates one sentence related to the formation of Hertz cracks. A projectile shock generates compression shock waves that bounce off the rear surface and form tensile shock waves. The result of the interaction of such waves is a strong shear and Hertz cracks, which ultimately leads to destruction in the form of a cork. Such a failure mode in the form of a plug is the main mode of destruction, which is the starting point of the AA 5083-H131 alloy subjected to ballistic testing on the FSP. Some shear bands and small cracks diverging from the main Hertz cracks were also observed (FIG. 10a). It can be seen that cracks propagate along the strips of large constituent particles (FIG. 10b).

[0093] На ФИГ.11 показан поперечный разрез микроструктуры плиты из АА 7085-UA0, подвергнутой баллистическому испытанию на FSP. Трещины развиваются в направлении прокатки (RD), перпендикулярном нормальному направлению (ND), т.е. направлению движения метательного снаряда в плите. Трещины Герца не такие сильные, как в плите из АА 5083-Н131. АА 7085-UA1, в другом недостаренном состоянии, также демонстрирует развитие трещин в RD (ФИГ.11). Однако в плите из АА 7085-UA1 никаких трещин Герца не наблюдается, даже несмотря на наличие некоторых полос сдвига. На ФИГ.11с и 11d соответственно показаны микроструктуры плит из АА 7085-ОА1 и -ОА2. Как трещины вдоль RD, так и трещины Герца хорошо развиты в плите из АА 7085-OA1. Интересно, что трещины вдоль RD не развиваются в плите из АА 7085-OA2, в которой трещины Герца развивались очень похожим образом, как и в плите из АА 5083-Н131. [0093] FIG. 11 shows a cross-sectional view of the microstructure of an AA 7085-UA0 plate subjected to an FSP ballistic test. Cracks develop in the rolling direction (RD) perpendicular to the normal direction (ND), i.e. direction of movement of the projectile in the plate. Hertz cracks are not as strong as in the slab of AA 5083-H131. AA 7085-UA1, in another unevaluated state, also demonstrates the development of cracks in RD (FIG. 11). However, no Hertz cracks were observed in the slab of AA 7085-UA1, despite the presence of some shear bands. 11c and 11d respectively show the microstructures of the slabs of AA 7085-OA1 and -OA2. Both cracks along the RD and Hertz cracks are well developed in the plate of AA 7085-OA1. Interestingly, cracks along the RD do not develop in the plate of AA 7085-OA2, in which the Hertz cracks developed in a very similar way, as in the plate of AA 5083-H131.

[0094] Как описано выше, ФИГ.4 иллюстрирует, что режим разрушения плит из АА 7085, подвергнутых баллистическому испытанию на FSP, изменяется с режима 1 (откалывание - проникновение с отделением) в недостаренных состояниях на режим 3 (пробка без откалывания) в перестаренных состояниях. Это согласуется с вышеприведенными результатами, показывающими, что микроструктура изменяется с трещин вдоль RD с очень ограниченным развитием трещин Герца в недостаренных плитах на почти исключительно трещины Герца в перестаренных состояниях. [0094] As described above, FIGURE 4 illustrates that the mode of destruction of the plates from AA 7085 subjected to ballistic testing on the FSP, changes from mode 1 (chipping - penetration with separation) in unmatched states to mode 3 (cork without chipping) in overloaded conditions. This is consistent with the above results showing that the microstructure changes from cracks along the RD with very limited development of Hertz cracks in unpaired slabs to almost exclusively Hertz cracks in overloaded states.

[0095] У сплава АА7085-UA1 трещины, почти параллельные RD, как показано на ФИГ.11b, представляются распространяющимися вдоль границ зерен, почти параллельных RD (ФИГ.12а). На границе зерен видны тонкодисперсные выделения (ФИГ.12b). Подобные трещины также наблюдали в плитах как из АА7085-OA1 (ФИГ.13а), так и из АА7085-OA2 (ФИГ.13b). Данный вид трещин представляется не задействующим сильной деформации сдвига. [0095] In the AA7085-UA1 alloy, cracks almost parallel to RD, as shown in FIG. 11b, appear to propagate along grain boundaries almost parallel to RD (FIG. 12a). Fine grains are visible at the grain boundary (FIG. 12b). Similar cracks were also observed in plates from both AA7085-OA1 (FIG.13a) and AA7085-OA2 (FIG.13b). This type of crack does not appear to involve strong shear strain.

[0096] Другой вид трещин задействует сильную деформацию сдвига. Как показано на ФИГ.14а, полосы сильного сдвига взаимодействуют, создавая трещины. В данном случае трещины распространяются вдоль полос сдвига вместо зерен границ (ФИГ.14b). Эти фигуры иллюстрируют, что в местах нахождения трещин присутствует множество транскристаллитных полос сдвига. Данные полосы сдвига характеризуются как являющиеся параллельными по своему характеру под углом, составляющим приблизительно 45 градусов к RD плиты. Более того, полосы сдвига ассоциируются с небольшими выделениями (ФИГ.15а-15b). Ширина полосы сдвига составляет примерно 15-20 микрон (ФИГ.15а). Небольшие выделения видны равномерно распределенными внутри полосы сдвига (ФИГ.15b). На ФИГ.16а показана трещина, возникшая по причине деформации сдвига. Вокруг трещины (ФИГ.16b) могут быть обнаружены небольшие выделения. Фиг.17а-17b показывают, что в плите из АА7085-OA2 трещины сливаются. Можно видеть, что большая трещина, образуемая в результате слияния трещин, находится под углом примерно 45 градусов к RD (ФИГ.17а), даже не смотря на то, что каждая трещина при слиянии представляется следующей за границей зерен (ФИГ.17b). [0096] Another type of crack involves severe shear. As shown in FIG. 14a, the strong shear bands interact to create cracks. In this case, cracks propagate along shear bands instead of grain boundaries (FIG. 14b). These figures illustrate that at the locations of the cracks there are many transcrystalline shear bands. These shear bands are characterized as being parallel in nature at an angle of approximately 45 degrees to the RD slab. Moreover, shear bands are associated with small precipitates (FIGS. 15a-15b). The width of the shear band is about 15-20 microns (FIG.15A). Small precipitates are visible evenly distributed within the shear band (FIG. 15b). FIG. 16a shows a crack caused by a shear strain. Around the crack (FIG. 16b), small secretions can be detected. Figures 17a-17b show that cracks merge in an AA7085-OA2 plate. It can be seen that the large crack formed as a result of the merging of the cracks is at an angle of about 45 degrees to RD (FIG. 17a), even though each crack at the merger appears next to the grain boundary (FIG. 17b).

[0097] ФИГ.18а-18b, 19а-19b и 20а-20b показывают ПЭМ-изображения границ зерен в плитах соответственно из АА 7085-UA1, -ОА1 и -ОА2. ПЭМ-изображения сделаны в местоположении Т/2 от плоскости LT-L изделия. ФИГ.18а, 19а и 20а представляют собой темнопольные ПЭМ-изображения (Z.A.=<110>). Для ФИГ.18а и 19а темнопольное изображение было снято при g=<111> от высокоугловой границы зерен. Для ФИГ.20а темнопольное изображение было снято при g=<022> от высокоугловой границы зерен. Как проиллюстрировано, размер и плотность выделений на границе зерен повышаются по мере протекания старения. Больше выделений было видно на границе зерен в состоянии ОА1 (ФИГ.19а-19b), чем в состоянии UA1 (ФИГ.18а-18b). Граница зерен почти покрыта выделениями в состоянии ОА2 (ФИГ.20а-20b). Исходя из условий съемки темнопольных изображений, фазы, наблюдаемые на границе зерен, согласуются с фазой М (MgZn₂). [0097] FIGS. 18a-18b, 19a-19b, and 20a-20b show TEM images of grain boundaries in slabs from AA 7085-UA1, -OA1, and -OA2, respectively. TEM images are taken at the T / 2 location from the LT-L plane of the article. FIGS. 18a, 19a, and 20a are dark-field TEM images (ZA = <110>). For FIGS. 18a and 19a, a dark-field image was taken at g = <111> from the high-angle grain boundary. For FIG 20a, a dark-field image was taken at g = <022> from the high-angle grain boundary. As illustrated, the size and density of precipitates at the grain boundary increase as aging progresses. More precipitates were visible at the grain boundary in the OA1 state (FIG. 19a-19b) than in the UA1 state (FIG. 18a-18b). The grain boundary is almost covered by precipitates in the OA2 state (FIG. 20a-20b). Based on the conditions for shooting dark-field images, the phases observed at the grain boundary are consistent with the M phase (MgZn ₂ ).

[0098] Эти результаты показывают, что старение способно влиять на баллистическую стойкость сплава АА 7085. Баллистическая стойкость к FSP в единицах V50 коррелируется со статусом старения: недостаренные плиты обычно превосходят перестаренные плиты по баллистической стойкости к FSP. Ни TYS, ни скорость деформационного упрочнения не могут объяснить такую тенденцию, что позволяет предположить, что ни TYS, ни скорость деформационного упрочнения по отдельности не является надежным показателем баллистической стойкости к FSP у плит из АА 7085. [0098] These results show that aging can affect the ballistic resistance of AA 7085 alloy. Ballistic resistance to FSP in V50 units is correlated with aging status: unmatched boards usually outperform overweighted boards in terms of ballistic resistance to FSP. Neither TYS nor the strain hardening rate can explain this trend, which suggests that neither TYS nor the strain hardening rate alone is a reliable indicator of ballistic resistance to FSP in AA 7085 boards.

[0099] Микроструктурный анализ показывает, что сплав АА 7085 реагирует на баллистическое испытание FSP по-разному в зависимости от состояния старения. Выделение вторичных фаз на границе зерна представляется коррелирующим с такими различными реакциями. В случае недостаренных плит граница зерен содержит очень мало выделений, что способствует сохранению высокого уровня прочности границы зерен. И, напротив, граница зерен перестаренных плит характеризуется интенсивными выделениями, что снижает уровень прочности границы зерен. Высокая прочность границы зерен недостаренных плит может объяснить высокую стойкость к слиянию трещин в ND из-за деформации сдвига. В результате, в случае недостаренных плит энергия удара может быть поглощена и израсходована на распространение трещин в RD. Перестаренные плиты склонны к слияния трещин в ND при деформации сдвига из-за низкой прочности границы зерен. Слабость границы зерен может быть ответственной, по меньшей мере отчасти, за откалывание, происходящее до проникновения, и разрушения в виде пробок у перестаренных плит. Кроме того, адиабатическое тепло, выделяющееся в полосах сдвига, представляется приводящим к образованию небольших выделений внутри полос сдвига. [0099] Microstructural analysis shows that AA 7085 alloy reacts differently to the ballistic test of FSP depending on the state of aging. The isolation of the secondary phases at the grain boundary appears to be correlated with such various reactions. In the case of non-aged plates, the grain boundary contains very few precipitates, which helps to maintain a high level of strength of the grain boundary. And, on the contrary, the grain boundary of overcooked plates is characterized by intense discharge, which reduces the level of strength of the grain boundary. The high strength of the grain boundary of the non-aged plates can explain the high resistance to crack coalescence in ND due to shear deformation. As a result, in the case of undeveloped slabs, impact energy can be absorbed and expended on crack propagation in the RD. Overused slabs tend to merge cracks in ND upon shear strain due to the low strength of the grain boundary. The weakness of the grain boundary may be responsible, at least in part, for chipping that occurs before penetration, and destruction in the form of plugs in overcooked plates. In addition, the adiabatic heat released in the shear bands seems to lead to the formation of small emissions within the shear bands.

[00100] Пример 2 - Испытание сплава серии 2ХХХ+Li (АА2099) [00100] Example 2 - Test alloy series 2XXX + Li (AA2099)

[00101] Сплав АА2099 подготавливают к старению аналогично проиллюстрированному на ФИГ.2, в виде 1-дюймовой плиты. Первый образец из АА2099 старят до максимальной прочности в состоянии поставки Т8, имеющем предел текучести при растяжении (L) примерно 71,8 ksi. Второй образец из АА2099 получают в состоянии поставки Т8, но недостаривают, получая предел текучести при растяжении (L) примерно 64,9 ksi. Оба образца подвергают испытанию на стойкость к FSP в соответствии с MIL-STD-662F(1997), используя пули калибром 0,50 дюйма. Второй, недостаренный алюминиевый сплав реализует лучшие характеристики FSP, чем состаренный на максимальную прочность образец. Второй, недостаренный алюминиевый сплав реализует величину V50 FSP, составляющую примерно 3000 футов в секунду, в то время как первый, состаренный на максимальную прочность образец реализует величину V50 FSP, составляющую примерно 2950 футов в секунду. [00101] Alloy AA2099 is prepared for aging in the same way as illustrated in FIG. 2, in the form of a 1-inch plate. The first AA2099 specimen is aged to maximum strength in a T8 delivery state having a tensile strength (L) of about 71.8 ksi. The second sample from AA2099 is obtained in delivery state T8, but is not matured, obtaining a tensile yield strength (L) of about 64.9 ksi. Both samples were tested for FSP resistance in accordance with MIL-STD-662F (1997) using 0.50-inch bullets. The second, non-aged aluminum alloy realizes better FSP characteristics than the sample aged for maximum strength. The second, aged aluminum alloy produces a V50 FSP of approximately 3,000 feet per second, while the first, aged to maximum strength, produces a V50 FSP of approximately 2,950 feet per second.

[00102] Пример 3 - Испытание сплава серии 2ХХХ+Li+Ag [00102] Example 3 - Test alloy series 2XXX + Li + Ag

[00103] Второй сплав, подобный сплаву АА2099, но содержащий примерно 0,5 мас.% серебра (называемый в данном примере Al-Li-Ag сплавом), подготавливают к старению аналогично проиллюстрированному на ФИГ.2, в виде 1-дюймовой плиты. Первый образец из Al-Li-Ag сплава старят до максимальной прочности в состоянии поставки Т8, имеющем предел текучести при растяжении (L) примерно 83,6 ksi. Второй образец из Al-Li-Ag сплава получают в состоянии поставки Т8, но недостаривают, получая предел текучести при растяжении (L) примерно 75,9 ksi. Оба образца подвергают испытанию на стойкость к FSP в соответствии с MIL-STD-662F(1997), используя пули диаметром 20 мм. Второй, недостаренный алюминиевый сплав реализует лучшие характеристики FSP, чем состаренный на максимальную прочность образец. Второй, недостаренный образец реализует величину V50 стойкости к FSP, составляющую примерно 1638 футов в секунду, в то время как первый, состаренный на максимальную прочность образец реализует величину V50 стойкости к FSP, составляющую примерно 1535 футов в секунду. Проводят также испытания на стойкость к FSP пулями 50 калибра. И вновь второй, недостаренный алюминиевый сплав реализует лучшие характеристики FSP, чем состаренный на максимальную прочность образец. Второй, недостаренный образец реализует величину V50 стойкости к FSP (50 кал.), составляющую примерно 3740 футов в секунду, в то время как первый, состаренный на максимальную прочность образец реализует величину V50 стойкости к FSP, составляющую примерно 3550 футов в секунду. Оба образца также подвергают испытанию на AP стойкость. Первый, состаренный на максимальную прочность образец реализует величину V50 AP стойкости, составляющую примерно 2353 фута в секунду, а второй, недостаренный образец реализует величину V50 AP стойкости, составляющую примерно 2305 футов в секунду. Увеличение стойкости к FSP составляет примерно 6,3% и примерно 5,1% соответственно для пуль диаметром 20 мм и 50 калибра. Снижение AP стойкости составляет примерно 2,1%, что намного меньше увеличения стойкости к FSP. Стойкость к FSP для пуль диаметром 20 мм увеличивалась с примерно 3-кратной скоростью снижения AP стойкости. Иными словами, снижение AP стойкости составляет 33,3% от увеличения стойкости к FSP относительно 20-мм FSP. Стойкость к FSP для пуль 50 калибра увеличивалась с примерно 2,4-кратной скоростью снижения AP стойкости. Иными словами, снижение AP стойкости составляет примерно 41,2% от увеличения стойкости к FSP относительно FSP 50 калибра.[00103] A second alloy, similar to AA2099, but containing about 0.5 wt.% Silver (referred to in this example as an Al-Li-Ag alloy), is prepared for aging in the same way as illustrated in FIG. 2, in the form of a 1-inch plate. The first Al-Li-Ag alloy sample is aged to maximum strength in the T8 supply state having a tensile strength (L) of about 83.6 ksi. The second sample of the Al-Li-Ag alloy is obtained in the delivery state of T8, but is not matured, obtaining a tensile yield strength (L) of about 75.9 ksi. Both samples are tested for resistance to FSP in accordance with MIL-STD-662F (1997), using bullets with a diameter of 20 mm The second, non-aged aluminum alloy realizes better FSP characteristics than the sample aged for maximum strength. A second, underexposed specimen implements an FSP resistance value V50 of about 1638 feet per second, while a first, aged maximum specimen implements an FSP resistance value V50 of about 1535 ft per second. FSP resistance tests are also carried out with 50 caliber bullets. And again, the second, non-aged aluminum alloy realizes better FSP characteristics than the sample aged for maximum strength. A second, underexposed specimen implements an FSP resistance value of 50 (50 calories) of approximately 3,740 ft per second, while a first, aged maximum specimen implements an FSP resistance value of V50 of approximately 3,550 ft per second. Both samples are also tested for AP resistance. The first, aged to maximum strength sample implements a V50 AP resistance value of approximately 2353 feet per second, and the second, underelicated sample implements a V50 AP resistance value of approximately 2305 feet per second. The increase in resistance to FSP is approximately 6.3% and approximately 5.1%, respectively, for bullets with a diameter of 20 mm and 50 caliber. The decrease in AP resistance is approximately 2.1%, which is much less than the increase in FSP resistance. Resistance to FSP for bullets with a diameter of 20 mm increased with an approximately 3-fold rate of decrease in AP resistance. In other words, the decrease in AP resistance is 33.3% of the increase in FSP resistance relative to the 20 mm FSP. FSP resistance for 50-caliber bullets increased with an approximately 2.4-fold rate of decrease in AP resistance. In other words, the decrease in AP resistance is approximately 41.2% of the increase in resistance to FSP relative to the FSP 50 caliber.

Claims

1. A method of obtaining a ballistic product from a thermally hardenable aluminum alloy, comprising:
selection of a criterion for at least one ballistic characteristic;
preparing an aluminum alloy product for aging;
determination of the degree of under-aging of a product from thermally hardened aluminum alloy from the aging curve, depending on the selected criterion; and
conducting aging with a given degree of underdevelopment, sufficient to achieve the selected criterion.

2. The method according to claim 1, in which the criterion of ballistic characteristics is the criterion of anti-shatter resistance when fired by fragmentation simulators (FSP), while aging is carried out with a degree of underdegradation sufficient to obtain an aluminum alloy product with a strength of at least 1% below the maximum durability with aging.

3. The method according to claim 2, in which the criterion for resistance to FSP is the speed at which there is a 50% probability of the complete penetration of the projectile (V50), while aging is carried out with a degree of underdevelopment sufficient to obtain a minimum V50 of at least 1 % higher than the minimum performance level of V50 aluminum alloy, aged for maximum strength.

4. The method according to claim 2, in which the criterion of ballistic characteristics includes a criterion of ballistic resistance (AP).

5. The method according to claim 4, in which the aging is carried out with a degree of under-aging sufficient to obtain resistance to FSP at least 1% higher than that of an aged alloy product made of aluminum alloy, and the AP resistance is at least the same, like aged for maximum strength.

6. The method according to claim 2, in which the aging is carried out with a degree of underdevelopment sufficient to obtain an aluminum alloy product with a strength of at least 5% lower than that of aged for maximum strength.

7. The method according to claim 2, in which aging is carried out with a degree of underdegradation sufficient to obtain an aluminum alloy product with a strength of at least 10% lower than that of aged for maximum strength.

8. The method according to claim 2, in which aging is carried out with a degree of underdegradation sufficient to obtain an aluminum alloy product with a strength of at least 25% lower than that of an aged alloy with a maximum strength.

9. The method according to claim 7, in which natural aging is carried out.

10. The method according to claim 7, in which artificial aging is carried out.

11. The method according to claim 1, in which the product is obtained from an aluminum alloy series 2XXX or 7XXX.

12. The method according to claim 11, in which the product is obtained from an aluminum alloy series 2XXX.

13. The method according to item 12, in which the aluminum alloy contains up to 2.6 wt.% Li and up to 1.0 wt.% Ag.

14. The method according to item 13, in which at least one of natural aging and artificial aging.

15. The method according to claim 11, in which the product is obtained from an aluminum alloy series 7XXX.

16. The method according to clause 15, in which at least one of natural aging and artificial aging.

17. A ballistic product made of thermally hardenable aluminum alloy, obtained by the method according to claim 1 and having an unbreakable state of anti-splinter resistance when fired by fragmentation simulators (FSP) is at least 1% higher than that of an aged alloy product with a maximum strength of aluminum alloy .

18. The ballistic article of claim 17, wherein the resistance to FSP is at least 3% higher than that of an aluminum alloy aged for maximum strength.

19. The ballistic article of claim 17, wherein the resistance to FSP is at least 5% higher than that of an aluminum alloy aged for maximum strength.

20. The ballistic article of claim 17, wherein the FSP resistance is at least 7% higher than that of an aluminum alloy aged for maximum strength.